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月球上有没有水？在很多人看来，这也许并不是一个问题，因为在贫瘠的月球上，恐怕除了绝对干燥、极其细小无孔不入的微尘以外，其他的一切都不存在。但事实也许并非如此，欢迎收看本期节目《沧海月明珠有泪：月球没有水》。
绝对干燥的月球
月球存在水冰的设想，最早是由美国科学家肯尼思-沃森（KennethWatson）等在年提出的。他们认为，月球极地一些撞击坑底部，可能处于太阳照射不到的永久阴影区，表层和次表层温度常年维持在40K左右，也就是-℃。比如太阳系中最大最深的盆地——爱特肯盆地，其中就有大面积的永久阴影区。在这样的低温条件下，原始月球脱气作用产生的水，以及彗星撞击月球携带至月表的水等来源的水，逃逸进入太空的概率很小，很可能会以水冰的形式长期保存下来。于是，科学家推测月球两极撞击坑底部，可能存在大量水冰。
月球北极地区一年中的光照时间占全年的百分比
月球南极地区一年中的光照时间占全年的百分比
爱特肯盆地（黑圈区域）
在这一设想提出后的30余年间，许多科学家进行了多方面的探索，但无论是早期的绕月探测器，还是不载人的着陆探测器，无论是阿波罗载人登月的实地考察，还是月球样品和月球陨石在实验室内的研究，科学家都没有找到月球有水的确凿证据。所以大多数科学家认为，月球表面不存在任何形式的水，并提出四个方面的证据来支持他们的观点：
证据一，月球岩石主要是岩浆冷却形成的各类火成岩，没有发现与水作用有关的，砂岩、页岩和石灰岩等沉积岩；证据二，月球的主要矿物是常见的无水矿物，也就是辉石、斜长石、橄榄石、钛铁矿、尖晶石等，没有发现任何原生或次生的含水矿物，比如粘土、云母、石膏等；证据三，在月球上没有发现大气、水体和生物等能够证明水存在的痕迹；证据四，月球表面在数十亿年间，经历了无数小天体的频繁撞击，月球即便曾经有水，撞击过程产生的高温熔融也早已使这些水逃逸。加之月球没有大气层、引力束缚又小等因素，使得月球表面很难保证有水的存在。
不过，不信邪的人类还是希望在月球上找到一丝水的痕迹，这倒不是闲的蛋疼，而是如果彻底了解到月球存不存在水的话，对地球、月球乃至太阳系的形成，人类都会有新的认识，虽然这看起来也没什么大用。不过，如果月球允许水存在的话，也许会为日后月球基地的建设，提供些许便利。好吧，有没有用这不是我们关心的问题，总之，在上世纪90年代，从冷战压力中走出的美国，开始了两次在月球上找水的尝试。
第一次尝试是克莱门汀号的雷达探测。
年1月25日，美国发射克莱门汀号月球探测器，该探测器上搭载了一台双基地雷达。这台雷达的探测原理是从绕月卫星向月球表面发射电磁波信号，在地球上接收反射回来的电磁波，根据回波信号人们就可以推断月球表面物质的相关信息。
克莱门汀号
克莱门汀号探测原理
如果月球表面的探测目标中含有冰冻挥发物的话，那么回波信号会展现出与干燥月壤不同的极化方式和能量特征。年4月，当克莱门汀号绕月第圈，运行到月球南极上空千米高度，并与月球、地面接收站在一条直线上时，雷达回波出现特殊散射效应，也就是说，雷达回波不呈现干燥月壤所应具有的特征，而呈现出挥发性冰的特征。月球两极水的存在似乎第一次有了直接证据。现在我们看到的图，便是克莱门汀号的雷达探测结果，这个图你是看不懂的，当然了，我也看不懂。
克莱门汀号雷达探测结果
根据斯图尔特-诺泽特等科学家年发表在《科学》杂志上的研究结果，产生异常回波的区域，正好位于月球永久阴影区，太阳照射到月表区域的回波则没有发生异常。月球北极地区没有大的盆地，永久阴影区面积约为平方千米，而南极地区存在直径大于千米、深度达12千米的爱特肯盆地，永久阴影区面积约为平方千米。所以，南极地区的水冰可能比北极地区更多。
不过，反对的声音依然是存在的，有科学家认为，根据克莱门汀号上的雷达探测结果，既不能肯定水冰的存在，也无法确定水冰的准确储量。因为该雷达在极地观测时，采用82°-90°的大入射角，这本身就可能导致异常回波。而且，那些非水冰的低损耗物质、粗糙月表等因素，同样也会引起回波异常。
事实上，早在年，美国康奈尔大学的博士生斯泰西，利用当时全球最大的米口径的阿雷西博射电望远镜，以米的空间分辨率，对月球极地进行了地基观测，试图搜寻月球极地永久阴影区的水冰。雷达波长和入射角与克莱门汀号上的雷达相似，但两者的观测结果却存在部分不一致。地基雷达观测，没有发现任何一块面积大于1平方千米的区域，存在回波异常，这至少表明月球极区不存在大面积分布的水冰。虽然地基雷达也发现月球上有些小区域存在回波异常，但这些区域中居然有些是位于太阳照射区，而非永久阴影区。甚至在月球北纬47°的虹湾地区，也发现了回波异常。这显然是非常令人困惑的结果。可见，雷达回波异常与否，并非判断月球是否存在水的依据。
虹湾
总之，认为克莱门汀号雷达回波异常，是月球水冰引起的观点，一直受到广泛争议。但无论如何，月球极区有无水冰的问题，再次引起了学术界、媒体和公众的广泛
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