埋藏在月球下的水可能通过聆听振动如何在月球地面传播而被探测到。来自马里兰大学、劳伦斯伯克利国家实验室和夏威夷大学的研究人员发现，地震波，即科学家在地震期间测量的同类型振动，可以帮助定位和绘制隐藏在月球表面下的冰。 月球冰可能支持未来的月球任务 这些发现于2026年7月31日在《科学进展》期刊上发表，正值各国航天机构为新的月球探索时代做准备。美国宇航局的阿尔忒弥斯计划旨在于2028年执行载人任务前往月球南极地区，那里的永久阴影撞击坑可能蕴含宝贵的水冰存储。对宇航员来说，这些冰可以承担多种用途。一旦融化并净化，它可以提供饮用水。电力也可以将其分解成用于呼吸的氧气和用于火箭燃料的氢气。可靠的本地供应将减少未来任务需要从地球运输的材料量。马里兰大学地质、环境与行星科学系副教授、该研究的合著者尼古拉斯·施梅尔说：“识别任何宇航员在月球上可以利用的材料至关重要，因为他们将受到从地球带来的少量资源的限制，任何他们在月球上发现的东西都将帮助他们基本上依靠当地资源生存，特别是在长期任务或前哨基地中。” 卫星无法看穿地下 科学家仍然不知道月球上具体有多少冰或大部分冰的确切位置。环绕月球的卫星可以检查月球表面，但它们的仪器主要探测上层土壤中的物质。月球的一些水冰可能埋藏得更深。新的研究表明，地震测量可以揭示轨道观测无法到达的矿藏。冻结的干燥月球土壤在地震波传播时的反应不同。冰使周围的材料变得更坚硬，使振动的传播速度是干燥土壤的两到三倍。富冰区域还可以反射地震能量，而不是让其继续在地面传播。这个效应类似于声音在墙壁上反弹并产生回声。施梅尔表示，放置在月球适当位置的地震仪可以检测到这两个变化。“我们可以利用地震波不仅看出冰是否存在，还大致了解它的量，”他解释道。 测试月球冰的地震特征 研究团队通过三种不同方式检查这一想法。第一作者哈里森·利萨贝斯（Harrison Lisabeth, Ph.D. ‘16, geology），劳伦斯伯克利国家实验室的岩石物理学家和马里兰大学的校友，使用来自亚利桑那州的火山岩工作。当它被压碎时，这种材料与月球尘埃非常相似。利萨贝斯冷冻了这块岩石，并使用X射线观察冰如何在微小的颗粒间隙中形成。合著者马修·西格勒（Matthew Siegler）来自夏威夷大学，为月球南极地区创建了详细的温度模型。这些地图帮助识别仍然足够寒冷以保持冰的撞击坑，长达数十亿年。在马里兰大学，施梅尔利用计算机模拟模型模拟小型月震在地下月球冰储藏中的传播。在这三种方法中，冰的存在在地震结果中产生了明显且可测量的变化。 月球冰可能保存古老的太阳系历史 月球冰可能对宇航员有用，但它也可能包含关于早期太阳系的重要证据。深度阴影的月球撞击坑可以捕获水和其他挥发性物质，持续极长的时间。由于周围岩石的年龄约为40亿年，因此那里保存的冰可能提供有关水如何在年轻太阳系中移动的线索。施梅尔说：“月球见证了一些早期太阳系中最关键的部分，包括水是如何被引入的。研究那里沉积的冰可能揭示水的传播方式，从而最终揭示地球海洋的形成过程。” 即将到来的任务可能会测试该方法 研究人员可能很快有机会将他们的预测与月球上的真实测量进行比较。中国的嫦娥七号任务预计将在2026年末着陆于沙克尔顿撞击坑附近。该任务将携带一台地震仪，而几个疑似冰沉积物位于附近。美国宇航局的阿尔忒弥斯宇航员在2028年也可能部署月球环境监测站。施梅尔帮助开发了用于地震探索的仪器。“我们的发现为我们在未来几年内获得的观察奠定了基础，”施梅尔说。“还没有人真正测量过月球上的冰，但我们现在对需要关注的方面有了预测。这是一个重要的第一步。”该研究由美国能源部科学办公室、基础能源科学办公室资助。