[Mar 28, 2011]
地球科學：月球的水，天上來！
編輯 強哥 報導
利用最新的次離子質譜儀（secondary-ion mass spectrometry, SIMS）技術，分析月球岩石中水的氫原子同位素比值，發現月球表面的水可能是來自於彗星的撞擊。
地表水分子中氫原子同位素－氘的含量與氫的含量比值相較於標準海水（δＤ），大約是在-20%到+5%之間。比值大小主要受到水循環的影響，這和氧18與氧16比值的變化原理大致相同。地函中水的δＤ值則約為-10%，與大部分的隕石相同，顯示地球內部物質中所含有的水，與太陽系內側的星體有相似的形成過程。
至於月球表面的水，受限於分析技術的限制，一直沒有δＤ值的量測結果。根據最新的次離子質譜儀技術，利用堆疊輔助氧化金屬半導體形式的主動像素感應器方法（stacked complementary metal-oxide-semiconductor-type active pixel sensor, SCAPS），第一次將阿波羅（Apollo）計畫所採集到的月球岩石進行水的δＤ值分析。
分析結果顯示，月球表面玄武岩中磷灰石顆粒內結晶水含量約在0％到0.6％之間，結晶水中的δＤ值則是大部分介於+39.1%到+101％之間。這個數值和彗星所含水的δＤ值相當接近，也暗示了月球表面岩石中的結晶水可能主要來自於彗星的撞擊。
部分高原地區的玄武岩磷灰石顆粒中，結晶水的含量約在80ppm左右，且δＤ值約在+24％到+34％之間。這些玄武岩的形成年代可以上推至39億到44億年前，大約是在月球—地球撞擊事件之後，原本位於月球內部的水（其δＤ值應類似地球內部，約為-10％），因為氫的大量逃脫，導致了δＤ值的上升。
另外有一個標本的δＤ值最低，約在-17.2％到-21.5％之間。可能是在後期發生隕石撞擊事件的變質作用時，受到太陽風質子打入所形成。由於太陽富含氫的緣故，其δＤ值約在-100％，因此太陽風質子若是混入結晶水中，就會降低原本的δＤ值。
這次的研究結果，其實也呼應了過去對於地球上水的來源假說，認為小行星撞擊和彗星撞擊應該曾經為地球原始海洋注入過大量的水。看來大家現在會擔心的天體撞擊事件，當初可是改造地球環境的重要推手啊！
原始論文：
Greenwood, James P., Shoichi Itoh, Naoya Sakamoto, Paul Warren, Lawrence Taylor & Hisayoshi Yurimoto, 2011, Hydrogen isotope ratios in lunar rocks indicate delivery of cometary water to the Moon, Nature Geoscience, v4, p79-82, doi:10.1038/ngeo1050
Robert , François, 2011, Planetary science: A distinct source for lunar water? Nature Geoscience, v4, p74 – 75, doi:10.1038/ngeo1066
參考來源：
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