□克莉斯汀

　　2019年，中國(guó)科學(xué)家率先在月球上令一顆種子發(fā)芽長(zhǎng)出葉片，震驚全世界。

　　最近，在我國(guó)“嫦娥五號(hào)”帶回的月壤樣品中，中國(guó)科學(xué)院物理研究所的陳小龍團(tuán)隊(duì)又發(fā)現(xiàn)了一種富含水分子和銨的礦物晶體，水分子在樣品中的質(zhì)量比高達(dá)41%。這一發(fā)現(xiàn)為月球上存在穩(wěn)定水分子提供了新的證據(jù)。

　　于是，無數(shù)人開始暢想：有一天，我們可以在月球上種菜、種草，最后令月球表面一片蔥蘢……

　　雖然目前來說，這仍是不可能實(shí)現(xiàn)的。不過在科學(xué)家們的共同努力下，未來會(huì)有很多可能。

　　新發(fā)現(xiàn)的“水分子”非常穩(wěn)定

　　人類早已發(fā)現(xiàn)月球上是可能有水分子存在的。

　　比如，我們?cè)谟^察月球的火山口湖結(jié)構(gòu)時(shí)，就發(fā)現(xiàn)存在水停留過的痕跡，這說明可能月球內(nèi)部原本是有水的，這些水還曾經(jīng)通過火山活動(dòng)被釋放到了表面；此外，在月球兩極附近的永久陰影隕石坑中，也曾檢測(cè)到的大量水分子。這些水分子通常被認(rèn)為是以水冰的形式存在，極其不穩(wěn)定。

　　之前一直缺乏來自月球上高緯度和極地地區(qū)的土壤樣本，我們始終無法獲得水分子存在的確鑿證據(jù)。但“嫦娥五號(hào)”探月成功，打破了這一局面。在“嫦娥五號(hào)”帶回的月壤中，科學(xué)家曾發(fā)現(xiàn)一種封存著水的“撞擊玻璃珠”，它們形成于一些小天體撞擊月球時(shí)——當(dāng)月球表面的土壤和巖石，在高速撞擊的瞬間被高溫和高壓融化，熔體經(jīng)過時(shí)間冷卻，就形成了這種“撞擊玻璃珠”。研究分析了32個(gè)樣本后發(fā)現(xiàn)，每個(gè)玻璃珠中的含水量約為樣本個(gè)體的0.05%，研究人員認(rèn)為，根據(jù)取樣玻璃珠數(shù)量的比例推算，月壤中的儲(chǔ)水量能達(dá)到約2700億噸。地球上的三峽水庫(kù)最大蓄水量也只有393億立方米，也就是說，月球上的儲(chǔ)存水可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了人們的想象。

　　但對(duì)于“撞擊玻璃珠”儲(chǔ)存的水，人們?nèi)詿o法判斷其準(zhǔn)確來源，科學(xué)家分析，它們有可能是來自于太陽(yáng)風(fēng)、彗星和隕石等外來的來源。

　　而最近這一次，研究人員在“嫦娥五號(hào)”帶回的月壤中的多個(gè)礦物碎屑中又發(fā)現(xiàn)一種棱柱形板狀透明晶體，其中存在大量穩(wěn)定形態(tài)的“水”——這種晶體被命名為ULM-1，在晶體礦物中，“水”正以一種水合物的形式呈現(xiàn)。

　　研究人員已經(jīng)排除了這種水合物來源于地球污染或火箭尾氣的可能，同時(shí)證明這種水合物的分子式中含有多達(dá)6個(gè)結(jié)晶水，水分子在樣品中的質(zhì)量比更高達(dá)41%，而且含有這種水分子的ULM-1礦還是在月球高緯度地區(qū)（“嫦娥五號(hào)”采樣點(diǎn)）以非常穩(wěn)定的狀態(tài)存在，可能有助于在陽(yáng)光照射的月球表面更長(zhǎng)時(shí)間地保存分子水。

　　也可以說，這一次發(fā)現(xiàn)的，更有可能是真正“本地產(chǎn)”的“月球水”。

　　“水合物”還自帶氮肥和鉀肥？

　　水資源是各種太空研究中必不可少的重要資源，水不僅可以供人類飲用，還可以通過電解產(chǎn)生氧氣和氫氣，為宇航員提供呼吸用氧和火箭燃料用氧。如果人類要以月球?yàn)橹修D(zhuǎn)站繼續(xù)探索外太空，月球上如果有可利用的水資源，將大大減少?gòu)牡厍蛲罩羞\(yùn)送資源的成本。所以，這次新發(fā)現(xiàn)的月球水分子，確實(shí)為月球資源的開發(fā)和利用提供了新思路，有可能改變未來月球資源的開發(fā)模式，也因此更加穩(wěn)固了月球作為人類探索更廣袤太空的中轉(zhuǎn)站的地位。

　　有趣的是，研究人員陳小龍?zhí)貏e表示，本次發(fā)現(xiàn)的這類含水合物礦中不僅富含銨，還含有少量的鉀。銨是一種氮肥，鉀屬于鉀肥，它們都是地球上植物茂盛生長(zhǎng)所必需的元素。因此陳小龍認(rèn)為：“這個(gè)發(fā)現(xiàn)為今后人類在月球上種植作物提供了很大可能性。”這無疑讓人類一直以來想在月球上種菜的夢(mèng)想又一次插上了翅膀——或許，真的可以利用這些資源在月球上進(jìn)行植物栽培甚至大規(guī)模農(nóng)業(yè)生產(chǎn)？至少可以在月球基地內(nèi)種植一些蔬菜、糧食作物等，讓月球基地人員能實(shí)現(xiàn)部分食物的自給自足吧。

　　其實(shí)早在2013年，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）就宣布了一個(gè)在月球種菜的計(jì)劃，只是到目前為止，NASA仍沒有相應(yīng)成果的公布。

　　在2019年1月，中國(guó)科學(xué)家倒是宣布已成功地在月球上利用特殊裝置讓一個(gè)小小的種子發(fā)芽，并長(zhǎng)出了嫩綠的葉子。美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)出版的學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)（Science）》曾將這起實(shí)驗(yàn)收錄其中，稱之為“人類（月球種植）的首次實(shí)驗(yàn)”。

　　不過，這個(gè)實(shí)驗(yàn)也僅限于在一種全封閉的特制的生物科普試驗(yàn)載荷罐里完成，用的是特制的生物專用水澆灌。但研究人員沒能被觀察到這棵植物開花、結(jié)果，因?yàn)殡S著當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的變化，并沒有能讓它繼續(xù)生長(zhǎng)的條件，最后這株“發(fā)芽的植物”只能與其他幾種一起參與實(shí)驗(yàn)的種子（因?qū)嶒?yàn)條件有限，未能觀察到它們是否發(fā)芽）一起，被永久封存在那個(gè)生物科普試驗(yàn)載荷罐內(nèi)，慢慢分解成無害的有機(jī)物。

　　我們?cè)缇椭?，月球上幾乎沒有大氣層，太陽(yáng)輻射強(qiáng)度非常高；月球表面在太陽(yáng)直射情況下，白天溫度可以達(dá)到120℃，在沒有太陽(yáng)時(shí)，月球的夜晚溫度范圍則在-183℃到-150℃之間，溫差也十分大；而且月球的晝夜周期大概是27.32天，接近于地球上的一個(gè)月；月壤本身也不適合種植，中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院郭金虎教授在《走出地球的生命》一書中曾寫到過一點(diǎn)。月壤是在隕石和微隕石的頻繁撞擊、撞擊濺射物堆積、宇宙射線和太陽(yáng)風(fēng)的轟擊以及劇烈的溫差促使月表巖石熱脹冷縮破碎等機(jī)械作用下形成的一種“風(fēng)化浮土”，本身不含有機(jī)質(zhì)。就算能在月球上找到大量含有穩(wěn)定水分子的晶體礦，想利用它們改造月球現(xiàn)有的環(huán)境，成本也會(huì)相當(dāng)高。

　　如何利用月球水資源，將會(huì)是下一個(gè)巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)。

　　2035年先建國(guó)際月球科研站

　　不過，人類在月球表面的長(zhǎng)期活動(dòng)似乎已不再遙不可及。國(guó)家航天局在今年的“中國(guó)航天日”開幕式上已公開表示，國(guó)際月球科研站計(jì)劃于2035年前建成基本型，將開展常態(tài)化月球科學(xué)試驗(yàn)、資源利用與技術(shù)驗(yàn)證，開展月基綜合科學(xué)研究和規(guī)模資源利用，支撐人類走向更遠(yuǎn)的深空。

　　月球上發(fā)現(xiàn)“水”，顯然又是我們向未知世界邁出的一小步?？茖W(xué)家們?nèi)栽谝贿吿剿髟虑虻母嗝孛?，一邊繼續(xù)尋找改造月球生存環(huán)境的各種可能。

　　最近在《自然·天文學(xué)》專業(yè)期刊上發(fā)表的一篇行星科學(xué)論文中，有科學(xué)家提到月球上很可能存在一個(gè)能夠進(jìn)入地下的洞道。研究稱，該發(fā)現(xiàn)或?qū)⒆鳛闈撛诘脑虑蚧氐睦硐脒x址之一，甚至可作為未來月球表面載人任務(wù)中的庇護(hù)所。這個(gè)地質(zhì)洞道如果可以連接起月表下的一些熔巖管塌陷后形成的通道，就能提供一個(gè)比月球表面更溫暖的環(huán)境。

　　還有科學(xué)家甚至連去外太空大面積地種植的首選植物都想好了——最近登上專業(yè)期刊《創(chuàng)新》（The Innovation）封面的一項(xiàng)研究成果稱，在地球極端環(huán)境中發(fā)現(xiàn)的一種沙漠植物“齒肋赤蘚”或能成為人類拓殖外星球的“得力助手——這種植物在面對(duì)缺氧、極度干燥、極低溫和強(qiáng)紫外線輻射等惡劣環(huán)境條件時(shí)，仍能根據(jù)環(huán)境壓力快速激活或抑制自身的某些基因表達(dá)，讓自己生存發(fā)展。哪怕是自身98%以上的細(xì)胞脫水，只要一滴水，該植物的細(xì)胞就會(huì)迅速在幾秒鐘內(nèi)“復(fù)活”，恢復(fù)光合作用和其他生理活動(dòng)。它們同時(shí)還能充當(dāng)惡劣環(huán)境中的建筑師，通過分泌物將松散的沙粒黏合在一起，以此增加土壤的穩(wěn)定性；又像“海綿”一般，能夠吸收和儲(chǔ)存接觸到的稀少水分；還能像一座“氮肥工廠”，固定大氣中的“氮”，為貧瘠的土壤注入養(yǎng)分；它們還有一套高效的DNA修復(fù)系統(tǒng)，隨時(shí)自我修復(fù)；在面對(duì)超強(qiáng)伽馬輻照時(shí)，甚至?xí)a(chǎn)生大量抗氧化物質(zhì)，如類胡蘿卜素和黃酮類化合物，形成了一個(gè)強(qiáng)大的抗氧化防御網(wǎng)，對(duì)抗輻射風(fēng)暴。因此研究者在論文中提出，可以讓齒助赤蘚成為理想的“星際拓荒者”，移植到外星球上去，逐步改變當(dāng)?shù)氐耐寥澜Y(jié)構(gòu)，同時(shí)改善星球表面的大氣環(huán)境，為其他生命的存活創(chuàng)造條件。

　　如果這一天得以實(shí)現(xiàn)，將月球基地打造得一片蔥蘢，也未必不可能。