行星科学领域一项基于月球样本的新研究显示，陨石在过去约40亿年间向地球输送的水量可能远低于此前普遍认为的水平，从而对“晚期富水陨石输送”作为地球海洋主要来源的假说提出质疑。

研究由美国国家航空航天局（NASA）约翰逊航天中心和月球与行星研究所的 Tony Gargano 博士团队完成，成果已发表于《美国国家科学院院刊》（PNAS）。团队利用阿波罗任务带回的月球土壤样本，对其中的氧同位素进行高精度分析，以重建数十亿年来撞击地月系统的陨石通量及其携带的水量。

月球风化层提供长期撞击记录

月球表面覆盖着由尘埃和碎屑构成的风化层，被视为记录地月系统撞击历史的“档案库”。与地球不同，月球缺乏活跃的板块构造和气候过程，因而保留了大量早期撞击信息。

传统对风化层的研究多依赖亲金属元素的分析，但这些元素在反复撞击过程中被强烈混合，难以准确还原原始陨石的成分。为克服这一限制，Gargano 团队采用三重氧同位素技术，将氧作为“指纹”元素进行识别。研究人员指出，氧是岩石中质量占主导地位的元素，其同位素特征在撞击熔融、气化及后续重塑过程中相对稳定，可用于从复杂混合物中分离出撞击体信号。

“月球风化层是我们仍能解读数十亿年来撞击地球邻域时间积分记录的少数场所之一，”Gargano 表示，“氧同位素指纹让我们能从被熔化、气化和反复重塑的混合物中提取撞击体信号。”

陨石贡献水量远低于地球海洋规模

通过对阿波罗任务采集的、位于月球正面赤道附近区域的风化层样本进行三重氧同位素测量，研究团队发现，风化层中至少约 1% 的质量来自富含碳的陨石物质。这类陨石在撞击月球时会部分气化，其水含量可依据已知物理和化学性质进行估算。

在此基础上，研究人员推算出自约 40 亿年前以来，撞击地月系统的富水陨石所携带的水量。即便在相对宽松的假设条件下，模型结果显示，这些陨石向地球输送的水量仅能解释地球海洋总水量中的一小部分。

研究进一步考虑到地球与月球在撞击截面积和引力聚集效应上的差异，将月球记录的撞击通量按地球约高出 20 倍的撞击率进行放大。即便如此，累积水量仍远不足以支撑“晚期富水陨石输送”为地球海洋主导来源的设想。

NASA 约翰逊航天中心天体材料研究与探索科学部行星科学家 Justin Simon 表示：“我们的结果并不否认陨石输送了水。它们表明，月球的长期记录使得晚期陨石输送难以成为地球海洋水的主导来源。”

对月球水资源与未来任务的意义

研究指出，从地球尺度看，自约 40 亿年前以来陨石输送的水量在海洋规模上“微不足道”，但对月球本身而言并非可以忽略。月球可利用的水资源被认为主要集中在南北两极的小型永久阴影区，这些区域是太阳系中最寒冷的地点之一，被视为科学研究和未来载人探月任务的潜在资源目标。

本次分析所用样本均来自月球正面赤道附近区域，即六次阿波罗任务的着陆点。研究团队指出，阿波罗任务在 50 多年前采集的岩石和尘埃样本仍在持续提供新的科学线索，但目前的认识仍局限于月球表面的部分区域。

随着 NASA Artemis 计划的推进，未来从月球不同区域带回的新样本被寄望于进一步完善对地月系统撞击历史及水源演化的认识。

Gargano 表示：“我属于下一代阿波罗科学家——那些未亲自参与任务，但在样本和阿波罗开创的问题上接受训练的人。月球的价值在于它为我们提供了地面实证：真实的物理材料，我们可以在实验室中测量，并用以校准从轨道数据和望远镜推断的信息。”

他补充称，对 Artemis 任务样本的研究有望为当前及下一代研究人员提供关于地月系统及其在太阳系中位置的新信息。

该研究论文题为《通过月球风化层氧同位素对地月系统撞击体通量的约束》（Constraints on impactor flux to the Earth–Moon system from oxygen isotopes in lunar regolith），作者为 Anthony M. Gargano 等，发表于 PNAS 第 123 卷第 4 期（2026 年），论文编号 e2531796123，DOI 为 10.1073/pnas.2531796123。