当时钟敲响月球正午时，水分子开始在月球较亮的一面跳舞。科学家们利用美国宇航局月球勘测轨道飞行器(LRO)的数据发现，随着月球表面温度的升高，水分子会分离，并找到另一个温度较低的地方，直到温度回落。
月球表面的水主要以两种形式存在：冻结为两极附近黑暗中总是笼罩着的冰延伸，以及分散在月球表面的水分子与风化层或土壤中的颗粒结合在一起。月球勘测轨道飞行器上有一台紫外光谱仪，这是一种测量(来自太阳的)从月球表面反射回来紫外线的仪器。
博科园-科学科普：通过将反射的紫外光分解成不同波长，这种仪器创造出了一种“光谱”，这种光谱根据光线首先照射物质种类而有所不同。当有水存在时，仪器检测到的光谱与没有水时不同。白天，月球表面会随着正午前后的最高温度而升温。结果，水分子从风化层分离出来，变成气态，并迁移到更冷的地方，在那里它们更稳定——无论是到附近，表面上更冷的地方，还是向上进入稀薄的大气层。当天晚些时候，随着温度再次下降，这些分子会重新附着在表层风化层上。
研究小组发现，在月球高地这样的丘陵地带，这种情况更为普遍。更重要的是，来自月球勘测轨道飞行器的数据在一个关于水分子最初是如何到达月球的理论上戳了一个洞。一种观点是，氢离子通过太阳风降落到月球上，并与表层铁氧化物中的氧相互作用，形成水分子，或称H2O。但如果是这样的话，当月球受到太阳风的遮挡时——当它旋转到地球直接阻挡风的程度时——水的数量应该会减少。发现，即使月球被屏蔽，水分子的数量也没有变化。这表明月球上的水是随着时间推移而积累起来的，并不直接来自太阳风。
当月球表面太热时，水分子会从表面分离出来，漂浮到月球表面较冷的区域和稀薄的大气中。图片：美国宇航局戈达德太空飞行中心/科学可视化工作室
然而不能排除用光谱仪探测到的确实是水，而不是一种叫做氧化氢的单氢分子的波长，在2019年3月8日发表在《地球物理研究快报》(Geophysical Research Letters)上的新研究报告中写道。行星科学研究所高级科学家阿曼达亨德里克斯(Amanda Hendrix)说：这些结果有助于了解月球水循环，最终将帮助我们了解未来人类登月任务中可以使用的水资源的可获得性。来自月球勘测轨道飞行器(LRO)莱曼阿尔法测绘项目(LAMP)数据与月球表面水是一致的。
月球表面的水随着地形类型和当地时间/温度而丰富变化。热解吸模型包括了随纬度变化的解吸活化能，重现了观测结果。研究人员将光谱斜率的观测变化解释为月球表层的水分子(小于单层的1%)对颗粒的热吸附和解吸，这取决于局部温度和化学吸附位点的可用性。LAMP数据还表明，在没有太阳风质子源的地球磁尾中，没有观察到表面H2O减少。这就排除了一个涉及到太阳风源的稳态过程，而有利于月球上吸附水分布的迁移机制。
博科园-科学科普｜参考期刊文献:《地球物理研究快报》
文: Yasemin Saplakoglu/Live Science
DOI: 10.1029/2018GL081821
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