水，躲在你不知道的地方

王思潮

對地外生命和外星文明的探尋已成為當代天文學兩大熱點之一（另一個是暗物質和暗能量），而水或其他合適的液體是地外生命和智慧生物出現的首要條件。科學家已經在太陽系的多顆星球上發現了水的痕跡。

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月球

在很長時間里，天文學家都認為月球是一顆沒有大氣、異常干燥的無水星球。2009年9月，印度“月球飛船1”號探測器項目的科學家發表研究報告，公布了有關月球南北兩極的土壤中存在水的證據。

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同年，美國的月球隕石坑觀測和感應衛星（簡稱LCROSS），在10月9日“半人馬座”火箭撞擊月球90秒后從撞擊地上空掠過，用分光計掃描其成分，對撞擊造成的月球塵羽流進行了檢測，將所得信息傳回地球。4分鐘后，完成任務的LCROSS也撞向月球南極。美國航空航天局的月球勘測軌道探測器和地面天文設施負責分析LCROSS撞擊所濺起的物質。11月14日，LCROSS探測項目科學家、美國航空航天局艾姆斯研究中心首席研究員安東尼·科拉普雷特說：“我們真是欣喜若狂！LCROSS和‘半人馬座火箭撞擊月球后的高角度蒸氣羽流和噴出物幕流中都存在水。這表明月球南極凱布斯隕石坑中存在水冰。”

2009年12月至2010年6月之間，美國航空航天局的月球勘察軌道探測器通過微型射頻技術雷達對月球南極的沙克勒頓隕石坑探測了三次，在隕石坑陰影區檢測到了水或者冰的信號。微型射頻技術雷達可穿透一兩米的深度，發現隱藏在地表之下的水或者冰物質。

科學家最后確認，沙克勒頓隕石坑表面的水冰物質占到總量的5%至10%。這是一個重大發現，表明月球南北兩極土壤中天的水冰含量相當可觀。

找到水對人類未來的探月計劃具有重大的推動作用，因為它不僅可以用作飲用水的來源，也能用作燃料。而且，既然在月球這樣干旱的星球都發現了水，其他星球存在水或其他合適液體的希望更大了。

現在，美國航空航天局和加拿大太空局正在開發一款新型月球探測車，希望能在10年內發射到月球上去。這個項目名為“風化層和環境科學以及氧氣和月面揮發提取”。最近，這款月球車正在夏威夷的火山巖床進行測試。它可以在月球表面鉆個洞，然后加熱里面的物質，在水份被蒸發出來后測量水的含量。

土衛六

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土衛六是土星最大的一顆衛星，直徑是月球的1.5倍，有著與地球類似的地表。它還是太陽系唯一擁有濃厚大氣層的衛星，大氣層富含碳，與原始地球相似。

“卡西尼”飛船的觀測發現，土衛六的北極和南極地區存在若干充滿液態物質的湖泊。到目前為止，除地球之外，人類探測器只在土衛六表面發現有湖泊存在。2009年7月8日，“卡西尼”號探測器的可見光與紅外成像分光儀拍攝到來自土衛六的光斑，在排除其他因素后，已確認光斑來自一個名為“克拉肯·馬雷”的湖泊。這個湖泊面積約40萬平方千米，比地球上最大的湖泊里海還要大，位于土衛六北緯71°、西經337°。

美國航空航天局噴氣推進實驗室的行星科學家鮑勃·帕帕拉多說：“這張照片透露了有關土衛六的很多信息，比如它有厚厚的大氣層、表面有湖泊，就像一個光怪陸離的地球。對于人類來說，它既有令人熟悉的地方，也有令人完全陌生的感覺。”

土衛六湖泊的主要成分可能是液態甲烷，估計是由甲烷雨降落形成的。“卡西尼”號探測器還發現，土衛六可能也像地球一樣，存在活躍的“水文循環”，只不過這個循環的主角是碳氫化合物。

科學家還在土衛六云量密集的天然電場發現了電流活躍的跡象，類似于地球的閃電輻射能量，這說明在土衛六冰殼以下可能是由水和氨組成的海洋。閃電與生命起源密切相關，這一特征暗示了土衛六具有孕育生命的可能性。

天王星及其衛星

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天王星的質量大約是地球的14.5倍，是類木行星中質量最小的，密度是1.29克/立方厘米，只比土星高一點。直徑雖然與海王星相似（大約是地球的4倍），但質量較低。這些數示，它主要由各種各樣的揮發性物質，例如水、氨和甲烷組成。天王星內部冰的總含量還無法確切知道（根據模型的不同有不同的結果），粗略估計，是地球質量的9.3倍至13.5倍。

天王星的標準模型結構包括三個層面：中心是巖石構成的核，中間是冰構成的幔，最外面是氫和氦組成的外殼。這里的冰并不是一般意義上的冰，而是由水、氨和其他揮發性物質組成的熱且稠密的流體。這些流體有高導電性。

對天王星大氣層的光譜研究顯示，其主要成分是氫和氦，還包含較高比例的由水、氨、甲烷等結成的“冰”，以及可以探測到的碳氫化合物。其外部的大氣層具有復雜的云層結構，水在最低的云層內，而甲烷組成最高處的云層。

目前已知天王星有27顆天然衛星，都由冰和巖石組成，大約是50%的冰和50%的巖石。在這些衛星中，天衛一有著最年輕的表面，上面只有少許的隕石坑，天衛二看起來是最老的。天衛五擁有深達20千米的斷層峽谷、梯田狀的層次和混亂的變化，形成令人混淆的表面年齡和特征。天衛五過去的地質活動被認為源于在其軌道比目前更偏心的某個時候，受到了潮汐加熱的影響。偏心的原因大概與天衛二軌道共振有關。與地幔上涌相關的外部運動，很可能是天衛五賽道般“運河”的起源。海王星及其衛星

海王星是介于地球和巨行星之間的中等大小的行星：它的質量是地球的17倍，是木星質量的1/18。因為它的質量較典型類木行星小，而且密度、組成成分、內部結構也與類木行星有顯著差別，常和天王星一起被歸為類木行星的一個子類：冰巨星。

海王星的內部結構和天王星相似，行星核是一個質量不超過地球的、由巖石和冰構成的混合體。海王星地幔的總質量相當于10個至15個地球質量，富含水、氨、甲烷和其他成分。作為行星學慣例，這種混合物被稱為冰，雖然其實是高度壓縮的過熱流體。甲烷、氨和水的含量越靠近地表越高。

海王星有14顆已知的天然衛星，與天王星的衛星一樣，也都由冰和巖石組成。其中最大的，也是唯一擁有足夠質量成為球體的海衛一在海王星被發現17天以后就被威廉·拉塞爾發現了。與其他大型衛星不同，海衛一運行于逆行軌道，說明它是被海王星俘獲的，可能曾經是一個柯伊伯帶天體。它與海王星的距離足夠近，使它被鎖定在同步軌道上。它將緩慢地經螺旋軌道接近海王星，當它到達洛希極限時將最終被海王星的引力撕開。

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