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기자는 오늘(23일) 중국과학원 물리학연구소를 통해 진시펑 중국과학원 물리학연구소 베이징 국가 응집물질물리연구센터 연구원 천샤오룽(陳孝龍)이 부연구원, 박사과정 하오문난(Hao Munan) 외 베이징과기대 부교수 궈종난(Guo Zhongnan), 텐진대 엔지니어 인보하오(Yin Bohao), 칭하이염호 연구원 마윈치(Ma Yunqi) 등이 함께했다. 중국과학원 연구소, 정저우대학교 엔지니어 테레사 덩 등 창어 5호가 가져온 달 샘플에서 물 분자와 암모늄이 풍부한 달의 알려지지 않은 광물 결정인 ULM-1이 발견되었습니다. 이는 과학자들이 달 토양에서 물 분자를 발견한 최초의 사례로, 달에 물 분자와 암모늄이 실제로 존재한다는 사실을 밝혀낸 것입니다.이번 연구 결과는 최근 학술지 네이처 천문학(Nature Astronomy) 온라인판에 게재됐다.

달에 물이 존재한다는 것은 달의 진화와 자원 개발 연구에 매우 중요합니다.1969년에서 1972년 사이에 수집된 아폴로 샘플에 대한 연구에 따르면 달 토양에서는 함수 광물이 발견되지 않았습니다. 이후 달에는 물이 없다는 것이 달 과학의 기본 가정이 되었고, 이는 달 화산의 진화, 달과 지구의 기원 등의 문제를 이해하는 데 중요한 영향을 미쳤다. 1994년에 연구자들은 클레멘타인 탐사선을 사용하여 달 극을 관찰했으며 극 지역의 영구적으로 그늘진 지역의 달 토양에 얼음이 존재할 수 있다고 제안했습니다. 2009년 찬드라얀 1호가 탑재한 달 광물 매핑 분광계는 달 표면의 태양풍에 의해 발생하는 수산기 및/또는 물 분자 신호의 존재를 발견했습니다. 같은 해, 달 관측 및 감지 위성은 달의 영구 그림자 지역에 2.5km/s의 속도로 충돌했고, 충돌 먼지에 대한 원격 감지 측정 결과 물의 신호가 드러났습니다. 최근 몇 년 동안 원격탐사 데이터를 통해 달의 빛이 들어오는 영역에 물 분자가 존재한다는 증거가 나타났습니다.그해 수집된 아폴로 달 샘플의 경우 과학자들은 매우 민감한 특성화 기술을 사용하여 일부 유리와 광물에서 백만분의 1의 "물"(H+, OH- 또는 H2O)을 발견했지만 물 분자는 존재하지 않았습니다.

우리나라 창어 5호가 채집한 달 토양 시료는 가장 어린 현무암에 속하며 현재까지 가장 위도가 높은 달 시료로 달 물 연구에 새로운 기회를 제공하고 있다. 단결정 회절과 화학적 분석을 기반으로 중국 연구자들이 수행한 이번 연구에서는 이들 달의 물과 암모늄이 (NH4, K, Cs, Rb) MgCl3·6H2O 성분을 함유한 수화된 광물 형태로 나타나는 것을 발견했습니다.이 미네랄은 공식에 최대 6개의 크리스탈 워터를 함유하고 있습니다., 샘플 내 물 분자의 질량 비율은 41%로 높습니다. 물 분자와 암모늄에서 발생하는 특징적인 진동 피크는 적외선 및 라만 스펙트럼 모두에서 명확하게 관찰할 수 있습니다. 결정의 전하 밀도를 통해 물 분자의 수소를 명확하게 볼 수 있습니다. ULM-1의 결정 구조와 구성은 최근 몇 년 동안 지구에서 발견된 희귀한 화산 분화구 광물과 유사합니다. 지구상에서 광물은 뜨거운 현무암과 물과 암모니아가 풍부한 화산 가스의 상호 작용에 의해 형성됩니다.이것~을 위한달에서 물과 암모니아의 기원은 새로운 단서를 제공합니다.

이 발견의 정확성을 보장하기 위해 연구에서는 엄격한 화학 및 염소 동위원소 분석을 수행했습니다. 나노이차 이온 질량 분석 데이터는 이 광물의 Cl 동위원소 구성이 지구 광물의 구성과 크게 다르며 달의 광물과 일치한다는 것을 보여줍니다. 광물의 화학적 조성과 형성 조건에 대한 연구자들의 분석을 통해 수화물의 원인이 지상 오염이나 로켓 배기가스라는 가능성도 배제되었습니다. 이 6수화물 광물의 존재는 달 화산 가스의 구성에 중요한 제약을 줍니다. 열역학적 분석에 따르면 당시 달 화산가스의 수분 함량 하한은 현재 지구상에서 가장 건조한 렝게이 화산과 동일했다. 이는 달 화산 가스 제거의 복잡한 역사를 드러내며,달의 진화를 탐구하는 것은 매우 중요합니다.

이 수화된 광물의 발견은 달에 있는 물 분자의 가능한 형태, 즉 수화된 염을 보여줍니다. 휘발성 얼음과 달리 이 수화물은 달의 고차원 영역(창어 5호 샘플링 장소)에서 매우 안정적입니다. 이는 달의 광활한 햇빛이 비치는 지역에도 안정적인 수화 염이 존재할 수 있음을 의미합니다.이는 미래에 달 자원의 개발과 활용에 대한 새로운 가능성을 제공합니다.

(CCTV 기자 Shuai Junquan과 Chu Erjia)

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