作者：袁懋（中國科學院國家天文台）

來源：《星空体育官网入口网站就是力量》雜誌

水，作為(wei) 地球上最常見的物質之一，幾乎是所有生命的不可或缺之物。人類在探索地外宜居地時，也一直都將液態水的存在作為(wei) 重要評判標準。那麽(me) 整個(ge) 太陽係，甚至在更大的宇宙空間內(nei) ，是不是隻有地球才存在水這種物質呢？答案是否定的。其實，廣義(yi) 上的水分子在太陽係內(nei) 十分常見。

1

月球：封存黑暗區的“水庫”

月球是距離我們(men) 最近的天體(ti) ，人類已經對它無比熟悉了。長期以來，月球給我們(men) 的麵貌都是荒涼空曠，空無一物的。但是，2020年，美國科學家通過安裝在一架波音飛機上的紅外望遠鏡，在月球的克拉維斯環形山附近探測到了水分子的存在。

通過SOFIA平流層紅外望遠鏡探測月球，表明月球存在水（圖源：NASA）

月球南極區域的低溫暗區（藍色區域）可能存在冰

隨著更進一步的研究表明，月球表麵水分子的分布可能超乎人們(men) 的想象。由於(yu) 月球表麵很大一部分區域處於(yu) 永久的黑暗區，不受太陽輻射。科學家計算表明這些區域溫度極低，可能存在由水凝結的冰。
月球表麵存在大量水這一科學發現，無疑有著重要的意義(yi) 。因為(wei) 未來人類需要建立月球基地以便於(yu) 探索外太空，如果能在月球表麵提取水資源而不用從(cong) 地球輸運，必然將大大節省人類探索外太空的成本，為(wei) 更多的航天員旅居月球提供基本保障。

2

火星：冰層下隱蔽的液態湖

火星是距離地球最近，也是最接近地球環境的一顆行星。近半個(ge) 世紀以來，人類已經對火星進行了僅(jin) 次於(yu) 月球的全麵探測，迄今為(wei) 止發射了幾十個(ge) 探測器或繞火星飛行，或直接登陸火星。

火星表麵受水流侵蝕形成的河（圖源：歐洲航天局）

1971年，美國水手9號火星探測器進入火星軌道，人類第一次看到火星表麵的河床、峽穀等有著明顯的水流侵蝕印記，因此也第一次間接證明火星至少以前存在大量液態水。

火星表麵的裸漏岩石和地球溪流中的鵝卵石（圖源：NASA）

21世紀初，美國和歐洲航天局通過對火星南北兩(liang) 極的高清拍攝，讓人們(men) 更清晰地看到了火星上固態冰的存在。這讓科學家更加確信火星上存在著以固態冰形式存在的大量的水。

2018年，意大利科學家報告探測到了火星南極冰層下約1.5千米處有一個(ge) 直徑19千米的液態湖。這是人類首次在火星表麵發現液態水，這同時也意味著在火星的冰層下，可能有更多的液態水的存在。

3

木星衛星：被液態鹹海洋包裹

歐羅巴（Europa），俗稱木衛二，是太陽係最大行星木星的一顆衛星，體(ti) 積僅(jin) 略小於(yu) 月球。木衛二於(yu) 1610年被伽利略發現，直到1979年旅行者號探測器掠過木星，人們(men) 才第一次看清了這顆衛星的樣子。

歐羅巴（木衛二）表麵

木衛二的結構示意圖（圖源：NASA）

木衛二表麵密集的切紋和極度光滑的特征暗示其表麵可能由冰層覆蓋。隨後在21世紀初，伽利略號探測器對木衛二進行更進一步的探測，間接表明其內(nei) 部可能存在全球性的液態海洋。2012年，哈勃空間望遠鏡觀測到了木衛二大氣層中的白色漂浮團塊，初步懷疑是水蒸氣。直至2020年，科學家通過分析木衛二的紅外線探測結果，證實其大氣存在水蒸氣，這也是木衛二存在水的直接證明。目前的研究基本認定，木衛二冰層10~30千米下，是深度可能達100千米的液態鹹海洋。這個(ge) 海洋幾乎圍繞了整個(ge) 木衛二，其液態水的體(ti) 積加起來可能是地球海洋容量的數倍。

2014年，哈勃空間望遠鏡通過探測蓋尼米得（Ganymede）——木衛三的極光活動，表明木衛三冰層下存在一個(ge) 全球性的鹹海洋，帶動了衛星磁場的抖動，進而影響極光活動。作為(wei) 太陽係最大的衛星，木衛三半徑達2631千米，接近火星。與(yu) 木衛二類似，它的表麵也覆蓋著冰層。不過不同的是，木衛三冰體(ti) 物質更為(wei) 複雜，可能含有氨、碳類、硫類等化合物。冰層下，也是一個(ge) 深度可達100千米的液態鹹海洋。

4

彗星：水蒸氣噴出的彗尾

彗星67P表麵的冰物質（箭頭所指的白色物質）（圖源：《自然》）

太陽係內(nei) 眾(zhong) 多的彗星，是水冰、岩屑塵埃的結合物。當彗星掠過太陽時，封存的冰會(hui) 蒸發成水蒸氣，從(cong) 岩屑孔縫中噴出，形成我們(men) 見到的彗尾。越來越多的證據表明，太陽係內(nei) ，水這一物質是較為(wei) 普遍的一種存在。

水，是生命萬(wan) 物的必需物質。地外的水、冰，甚至液態海洋，一方麵為(wei) 地球水的起源提供了重要參考價(jia) 值，另一方麵也為(wei) 人類未來可能的星際探索提供了基本保障。同時，地外水物質的分布也為(wei) 人類探索地外生命指明了方向。


關(guan) 注【深圳科普】微信公眾(zhong) 號，在對話框：
回複【最新活動】，了解近期科普活動
回複【科普行】，了解最新深圳科普行活動
回複【研學營】，了解最新科普研學營
回複【科普課堂】，了解最新科普課堂
回複【科普書(shu) 籍】，了解最新科普書(shu) 籍
回複【團體(ti) 定製】，了解最新團體(ti) 定製活動
回複【科普基地】，了解深圳科普基地詳情
回複【觀鳥星空体育官网入口网站】，學習(xi) 觀鳥相關(guan) 科普星空体育官网入口网站
回複【博物學院】，了解更多博物學院活動詳情