据物理学家组织网站报道,近日,美国加州大学洛杉矶分校地球,行星与空间科学学院教授杰里米·博伊斯(Jeremy Boyce)领导的一个研究组报告称,此前科学家们通过研究月岩磷灰石矿物得到的月球含水量可能是错误的,其得到的值会出现高估。
博伊斯和他的同事们创建了一个计算机模型,用以精确模拟在月球早期岩浆岩时期磷灰石矿物如何从冷却的岩浆中结晶出来。他们的模拟结果显示,那些异常富氢的磷灰石矿物可能并非形成于富水的地质环境,而此前研究人员在月岩中观察到这类磷灰石,并将其作为计算月球水含量的一项依据。
这项发现将人们长期以来的观点,即磷灰石中的氢是月球整体水含量良好指示标志的看法整个地颠覆了。博伊斯表示:“磷灰石矿物是此前最被广泛采用,用于测算月岩水含量的手段,但这是不可信的。”他说:“我们的计算结果认为,月球上并没有像磷灰石向我们所展示的那么高的水含量。”有关的研究已经发表于3月20日出版的《科学》杂志在线版,并将将在未来的印刷版中刊出。
数十年以来,科学家们相信月球是几乎没有水的。然而,2010年科学家们月球岩石样品中发现富氢的磷灰石,这似乎暗示月球在过去曾经富含水分。科学家们起先认为他们将可以通过对这些微小的磷灰石矿物样品分析获得的信息来反演早期月球岩浆洋,甚至是整个月球的含水量,而此次博伊斯的研究结果则认为磷灰石得到的结果可能具有欺骗性。
博伊斯相信月球磷灰石中显示的高水含量是由于其结晶过程的特点导致的,而非由于其本身形成于富水的环境之中。当岩浆逐渐冷凝时,如果存在水,磷灰石可以将氢原子包裹进其晶体结构之中。然而,磷灰石只有在其最容易结合的氟和氯几乎耗尽之后才会接下来将氢原子包括进其晶体结构之中。
博伊斯表示:“早期形成的磷灰石高度富氟,以至于它几乎将岩浆中的氟都消耗殆尽了,然后是氯。在那之后形成的磷灰石便会形成于一个缺乏氟或氯的环境中,于是它只能显示富氢特征,因为它已经别无选择了。”因此,当氟和氯消耗殆尽之后,冷凝中的岩浆将逐渐从形成贫氢的磷灰石矿物向形成富氢的磷灰石矿物转变。而很显然,后者并不能反映岩浆中的水含量情况。