科学家们正在为新的月球探索时代做准备，但一项新研究表明，每次着陆可能不仅仅会留下脚印。研究发现，航天器排放的甲烷可能在月球上迅速传播，可能污染那些可以保存古老化学线索的区域，这些线索可能与地球生命最初的形成有关。研究结果表明，即使是在月球南极附近的着陆也可能使甲烷分子在不到两个月球日的时间内"跳跃"到北极。随着越来越多的政府、私人公司和非政府组织计划月球任务，研究人员表示，了解探索本身对未来科学发现的影响变得越来越重要。这项研究发表在《地球物理研究期刊：行星》上，这是一本专注于行星科学的AGU期刊。欧洲航天局的行星保护官兼该研究的主要作者西尔维奥·西尼巴尔迪表示："我们正在努力保护科学和我们对太空的投资。"他说，月球为研究太阳系的早期历史提供了一个难得的机会，但矛盾的是，"我们的活动实际上可能会妨碍科学探索。"月球南极附近的陨石坑永远不会接受阳光（称为永久阴影区）。这些冰冻的环境中包含的冰可能捕获了数十亿年前彗星和小行星送往的物质。科学家们相信，这些沉积物可能包含“前生物有机分子”，这些化学成分最终可能结合形成生命的第一个构件，包括DNA。如果研究人员能够以原始状态检查这些分子，他们可能会对生命是如何在地球上首次发展的获得新的见解。西尼巴尔迪说："我们知道在太阳系中有有机分子——例如在小行星中。"但它们是如何转变为在生物物质中执行特定功能的，这就是我们需要填补的空白。" 地球不断变化的表面可能已经抹去了许多古老的证据。相比之下，月球的一些地区数十亿年来几乎没有变化，使其成为早期太阳系历史的理想档案。永久阴影区尤其有价值，因为它们极低的温度帮助捕获和保存分子。然而，这些同样的冷陷阱也可能收集到来自访问航天器的有机化合物，可能遮掩科学家们希望研究的原始材料。为了研究这个问题，西尼巴尔迪和主笔作者法朗西斯卡·帕伊瓦，来自里斯本理工学院的物理学家，开发了一个详细的计算机模型，把欧洲航天局的阿尔戈诺特号任务作为案例研究。团队模拟了甲烷（阿尔戈诺特号推进剂燃烧产生的主要有机化合物）与月球南极附近着陆后扩散的情况。尽管早期的研究已经检查了月球上水分子的运动，但这项研究是首次对有机分子如甲烷的行为进行建模。模拟还考虑了太阳风和紫外线辐射的影响。帕伊瓦说：“我们试图模拟成千上万的分子及其如何移动、相互碰撞和与表面的相互作用。”她在KU莱温的硕士研究生期间暨在欧洲航天局的实习期间进行了这项研究。“这需要大量的计算能力。我们必须让每个模拟运行数天或数周。” 模拟显示，甲烷在不到两个月球日内就能到达北极。在七个月球日（地球上几乎7个月）内，释放的甲烷中有超过一半在永久寒冷的极区中被“冷捕获”，其中42%在南极积累，12%在北极。西尼巴尔迪说：“这个时间框架是最大的惊喜。"在一周内，你可能会看到从南极到北极的分子分布。”快速传播成为可能是因为月球几乎没有大气层。在没有空气分子减缓它们速度的情况下，甲烷分子在重力的影响下自由移动，在阳光的能量和低温的影响下在表面反弹。“它们的轨迹基本上是弹道式的，”帕伊瓦说道。“它们只是从一个点跳跃到另一个点。”根据帕伊瓦的说法，这意味着可能没有完全安全的着陆地点。“我们表明分子可以穿越整个月球。最终，无论你在哪里着陆，无论哪里都会有污染。”研究人员强调，污染并不一定是不可避免的。帕伊瓦表示，较冷的着陆地点可能有助于使排放分子更加局部化，与较温暖的地区相比。西尼巴尔迪还计划研究排放分子是否仅停留在表面。