一项对月球近端和远端地图的新分析表明，在阳光照射下的岩石和土壤中，有多种水和羟基来源，包括在所有纬度上由流星撞击挖掘出的富含水的岩石。

“未来的宇航员甚至可以通过开发这些富含水的地区在赤道附近找到水。行星科学研究所的资深科学家罗杰·克拉克说:“以前，人们认为只有极地地区，特别是极地阴影很深的陨石坑才能发现大量的水。”“知道水的位置不仅有助于了解月球的地质历史，而且还有助于宇航员未来在哪里找到水。”

克拉克是《月球矿物绘图仪(M3)看到的月球上水和羟基的全球分布》一文的主要作者，这篇文章发表在《行星科学杂志》上。

克拉克和他的研究小组，包括PSI的科学家尼尔·c·皮尔森、托马斯·b·麦考德、黛博拉·l·多明戈、阿曼达·r·亨德里克斯和乔治安娜·克莱默，研究了月球矿物绘图仪(M3)成像光谱仪上的数据，月船1号航天器从2008年到2009年绕月球运行，比以往任何时候都更详细地绘制了月球近端和远端的水和羟基。

在月球阳光照射的部分定位水，使用红外光谱在反射的阳光的红外光谱中寻找水和羟基(一个氢原子和一个氧原子的功能化学基团)的指纹。数码相机在光谱的可见部分记录了三种颜色，M3仪器记录了85种从可见光谱到红外线的颜色。

就像我们从不同的材料中看到不同的颜色一样，红外光谱仪可以看到许多(红外)颜色，以更好地确定组成，包括水(H2O)和羟基(OH)。水可以通过加热岩石和土壤直接收集。水也可能是由化学反应形成的，释放羟基，并结合四个羟基，产生氧气和水(4(OH) -> 2H2O + O2)。

通过研究地点和地质环境，克拉克和他的团队能够证明月球表面的水是亚稳态的，这意味着水在数百万年的时间里会慢慢被破坏，但羟基(OH)会保留下来。一个将地下富含水的岩石暴露在太阳风下的陨石坑事件会随着时间的推移而降解，破坏H2O并产生弥漫的羟基光环，但这种破坏是缓慢的，需要数千到数百万年。

在月球表面的其他地方，出现了一层羟基，可能是由于太阳风质子撞击月球表面，破坏了硅酸盐矿物，在这个过程中，质子与硅酸盐中的氧结合产生了羟基，这一过程被称为太空风化。

“把所有的证据放在一起，我们看到月球表面地质复杂，地下有大量的水，表层有羟基。陨石坑和火山活动都可以将富含水的物质带到地表，这两者都可以在月球数据中观察到，”克拉克说。

月球主要由两种岩石组成:玄武岩(如在夏威夷看到的熔岩)和斜长岩(较轻的月球高地)。斜长岩含有大量的水，玄武岩则很少。这两种岩石类型还含有与不同矿物结合的羟基。

这项研究为以前已知的谜团提供了新的线索。当太阳在一天中的不同时间照射在月球表面时，水和羟基的吸收强度会发生变化。由此得出结论，月球上每天都有大量的水和羟基在循环流动。

然而，这项新的研究表明，非常稳定的矿物质对水和羟基的吸收表现出同样的日常效应，但对矿物质，如辉石，一种在月球土壤中常见的火成岩硅酸盐矿物，它们不会在月球温度下蒸发。相反，造成这种影响的原因是由于一层薄薄的富含成分和/或土壤颗粒大小不同于土壤深处。

当太阳在月球上空处于低空时，与太阳在高空时相比，光通过更多的顶层，加强了红外吸收。可能仍然有水在周围流动，但要量化多少，新的研究也需要量化分层效应。在阿波罗时代的月球车图像中，月球车的轨道颜色较深，这是另一个表明月球表层薄而不同的指标。

与薄表层相关的是月球上神秘的特征——月球漩涡——的表达，它是月球上几个区域可见光下的漫射图案。磁场被认为通过转移太阳风在漩涡形成中发挥作用，这也会减少羟基的产生。

先前由PSI高级科学家乔治亚娜·克莱默领导、r·克拉克合著的一项研究表明，月球漩涡缺乏羟基。这项新研究证实了这一点，但也显示出了更多的复杂性，因为漩涡的含水量也很低，但有时辉石含量较高。

这项关于全球羟基地图的新研究也显示了以前从未见过的与已知漩涡相似的区域，但在可见光下没有看到漫射模式，因此只能在羟基吸收中看到。这些新的特征可能是旧的侵蚀漩涡，也包括新的类型，包括弧形和线性特征。

通过这样的新方法绘制月球地图，我们可以看到月球表面比我们想象的要复杂得多。