在月球南北两极,有些深坑自诞生起就从未见过阳光。这些被称为永久阴影区的地方,气温低至零下两百多摄氏度。它们就像是太阳系里最古老的冷库,完整封存了数十亿年前彗星和陨石撞击带来的水分,以及可能孕育出生命的前生命有机分子。
对于人类来说,这些冷库是解开生命起源之谜的关键。地球由于地质运动活跃,早期的历史记录早已被抹除得一干二净。月球则是我们唯一的“备用硬盘”,那里保存着DNA诞生前最原始的化学素材。
然而,一项最新的模拟研究给正处于“探月热”中的人类泼了一盆冷水:我们飞往月球的飞船,正在污染这些极其珍贵的原始样本。
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甲烷的全月球大迁徙
这种担忧在半个世纪前的阿波罗时代并不突出。那时候的登月舱使用的是一种被称为“联氨”的化学燃料,其排放物主要是水蒸气和氮气。虽然也会留下痕迹,但并不会对搜寻生命起源造成致命干扰。情况在今天发生了巨变,为了实现更长远的深空探索,新一代航天器,比如马斯克的“星舰”或欧洲的“阿尔戈英雄”号,纷纷转向了性能更强、成本更低的液氧甲烷发动机。
问题也随之而来。当甲烷推进剂在月球表面降落喷发时,发动机尾气中会夹杂大量的甲烷分子。甲烷是典型的有机化合物,更是科学家重点寻找的“生命前奏”。如果这些现代工业产生的甲烷混入了月球极区的古老冰层,科学家将面临一个巨大的难题:根本无法分辨哪些分子是数十亿年前留下的宇宙信使,哪些是刚刚飞船排出的现代垃圾。
更糟糕的是,这种污染的蔓延速度远超想象。欧洲空间局的研究团队模拟了即将开展的“阿尔戈英雄”号(Argonaut)登月任务。即便飞船选择在月球南极降落,排出的甲烷分子也不会原地待命。
在月球极稀薄的大气环境下,甲烷分子的运动方式被形象地称为弹道式跳跃。它们几乎不受任何空气阻力的干扰,只受重力牵引,像一颗颗精力充沛的蹦蹦球,在阳光的驱动和寒冷的吸引下,从一个点弹跳到另一个点。
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跨越半个月球
模拟数据显示,超过一半的发动机尾气最终会汇聚到月球两极的“冷阱”里。即便飞船降落在南极,甲烷分子也能在不到两个月球日(约50多天)的时间里,一路连蹦带跳,抵达遥远的北极。
而在短短7个月球日内,这些分子就能完成全球范围的扩散。最终,大约42%的排放物会堆积在南极,12%则跨越千山万水被北极捕获。这意味着,无论人类选择在月球的哪个角落降落,都会让整個月球的原始环境面临“污染”的风险。
这不仅仅是污染问题,更是科学研究的灾难。寻找生命起源就像在犯罪现场寻找指纹,而现在的局面是,警察还没进屋,里面就被喷了一地清洁剂,彻底掩盖了原本的痕迹。
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留住最后的纯净
这种污染的不可控性,让月球科考陷入了一种悖论:我们为了寻找真相而去,却因为“去”这个动作本身,让真相变得不可追踪。
目前,研究人员正在紧急呼吁各大航天机构关注这一课题。西尼巴尔迪希望未来的登月任务能够携带专门的探测仪器,实地测量这些尾气的扩散路径,从而验证并修正现有的数学模型。
也许未来我们可以像保护南极洲或国家公园一样,在月球上划定严格的保护区,或者改进动力系统,减少有机物的排放。毕竟,月球极区这本“身世笔记”一旦被涂鸦,人类可能永远无法确定,在这广袤寒冷的宇宙中,我们最初究竟是如何诞生的。
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图为欧洲空间局“阿尔戈英雄”号登月任务渲染图,这款无人货运登月器将用于支持NASA的“阿耳忒弥斯”载人登月计划,图源:ESA
信源:Francisca S. Paiva et al, Can Spacecraft‐Borne Contamination Compromise Our Understanding of Lunar Ice Chemistry?, Journal of Geophysical Research: Planets (2025). DOI: 10.1029/2025je009132
