月球极区永久阴影区(PSR)内可能富集的水冰物质对科学研究及未来月球探测均意义重大。然而，即便在几十年的持续研究之后，月球PSR水冰的存在性及性质仍存在较大争议。“月球勘察轨道飞行器(LRO)”上搭载的“月球轨道激光高度计(LOLA)”获得的月表1064 nm反射率测量数据为探测和研究月球PSR水冰物质提供了前所未有的契机。行星科学团队乔乐博士等人聚焦于月球极区位于撞击坑平坦底部的所有主要PSR，分析了其LOLA 1064 nm反照率，并与周围同样平坦的非永久阴影区(non-PSR)进行了对比。本研究发现，这些PSR的LOLA反照率系统性高于周围临近的non-PSR。我们逐个定量分析了多个非水冰因素对LOLA反照率可能的影响，发现这些因素均不能解释PSR的LOLA反照率异常，说明月表水冰物质出露是最可能的解释。综合LOLA反照率及PSR月表上覆撞击坑统计分析(撞击坑数量级深度)，本研究发现PSR内水冰物质的体积很小(可能是以表面霜层或者与月壤的混合物形式出露)，并且水冰物质丰度存在较大的空间不均一性，从几乎不含水冰变化到~6%。本文推荐这些PSR为未来月表就位探测的优先探测目标之一，并以Amundsen撞击坑为例进行了未来探测样例分析。

研究成果发表于Earth and Space Science.

Qiao, L., Ling, Z., Head, J. W., Ivanov, M., Liu, B., 2019. Analyses of Lunar Orbiter Laser Altimeter 1,064-nm albedo in permanently shadowed regions of polar crater flat floors: Implications for surface water ice occurrence and future in situ exploration. Earth and Space Science, 6(3), 467-488, doi: 10.1029/2019EA000567.

原文链接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2019EA000567

本研究得到中国科学院B类先导科技专项培育项目、遥感科学国家重点实验室开放基金、国家自然科学基金面上及青年项目、中国博士后科学基金面上及特别资助的资助。

图1. 月球南极地区Amundsen撞击坑北部坑底LOLA 1064 nm反照率测量结果，蓝色多边形地区为永久阴影区。

图2. 月球极区永久阴影区(横轴)与邻近非永久阴影区(纵轴)的LOLA 1064反照率对比。