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有關月球的5個最新且最迷人的冷知識
來源:科技日報 2019-07-19 15:04:42

月球是全體人類共同的圖騰。“小時不識月,呼作白玉盤”,千載之下,月球一直能引發(fā)人類無限的迷思和柔情,人類也不吝將各種美好的名字和詞匯賜予月球:狄安娜、嫦娥等等。

距離人類第一次踏上月球已經(jīng)50年。此后,我們對這個地球最近鄰居的了解突飛猛進,對它的癡迷也從未減弱。

美國趣味科學網(wǎng)站在7月16日的報道中,為我們梳理了有關月球的5個最新且最迷人的科學發(fā)現(xiàn)。

表面有水在“跳舞”

長期以來,科學家認為,月球表面干燥,不適宜液態(tài)水存在。

但2009年,美國國家航空航天局(NASA)的“月球勘測軌道器”(LRO)提供的數(shù)據(jù)表明,月球上有水冷凍在月球兩極隕石坑中孤立的冰穴里。

LRO最近進行了升級,升級后的設備“萊曼阿爾法測繪儀”(LAMP)讓科學家們可以近距離觀察月球表面的水。LAMP提供的數(shù)據(jù)顯示,隨著一天內(nèi)月球表面的變暖和變冷,水分子會在月球表面“跳舞”。

探測發(fā)現(xiàn),月球向陽面水分子大部分時間與月球土壤緊密結合。月球在中午前后表面溫度達到峰值,月球受熱,水分子融化并被加熱,然后在不同的寒冷地點“手舞足蹈”,直到找到一個足夠冷的地面,再被月球表土吸收,或在被吸收前上升進入大氣層。

NASA強調稱,月球水是隨著時間推移而積累起來的,而不是像以前推測的那樣來自太陽風中并以“雨滴”形式落下。

對于人類探險者來說,月球水可被人類用來制造燃料,或用于輻射防護和熱管理。當這些材料不用從地球運來時,未來探月任務將會變得更為經(jīng)濟。

包括美國在內(nèi)的多國均透露要在不久的將來在月球打造有人月球基地,因此,這些新發(fā)現(xiàn)為將來登月任務中利用月球土壤之水打開了大門。

南極下方有大量金屬

與太陽系中的其他天體相比,月球并不是特別大。然而,它相對較小的尺寸掩蓋了其最有趣的特征之一:一個直徑約2240公里、深13公里的巨大隕石坑——月球南極—艾特肯盆地。該處也是我國的月球探測器嫦娥4號的著陸點、玉兔二號的活躍地。

南極—艾特肯盆地在大約40億年前形成,是太陽系中保存下來的最大的隕石坑。雖然更大的撞擊可能發(fā)生在整個太陽系,包括地球上,但大部分的痕跡已經(jīng)消失。

今年4月,研究人員在《地球物理通訊》月刊撰文稱,南極—艾特肯盆地地下深處埋藏了約2.4千兆噸的巨量金屬,其顯然正在改變月球的引力場。

研究人員不確定這塊巨大的金屬是如何被困在月球表面之下的。模擬結果表明,它可能是鐵鎳小行星的重要殘余物。這顆小行星墜毀在月球遠端,并在大約40億年前形成了巨大的南極—艾特肯盆地。

這些巨量金屬的“廬山真面目”有待進一步的探測才能揭示。南極—艾特肯盆地是研究宇宙中災難性撞擊事件最好的自然實驗室之一,這是一個古老的過程,塑造了我們今天看到的巖石行星和衛(wèi)星。

月球正在收縮震動

一項基于阿波羅任務數(shù)據(jù)的新研究發(fā)現(xiàn),和地球一樣,月球在地質構造上仍然很活躍,就像我們的地球產(chǎn)生地震那樣,月球也在產(chǎn)生“月震”——可能是因為月球正因內(nèi)部冷卻而收縮形成斷層,引發(fā)了月震。

科學家重新審視了1969年至1977年間執(zhí)行阿波羅登月任務的地震設備收集的月球數(shù)據(jù),他們將月震數(shù)據(jù)映射到月球表面的逆沖斷層或陡坡(階梯式懸崖)的衛(wèi)星圖像上,得出了上述結論。

他們表示,當?shù)貧み\動時,一部分地殼被推到另一部分之上,就形成了斷層。這些斷層從表面上看是不尋常的懸崖,矗立在高處,綿延數(shù)英里,在NASA的LRO拍攝的圖像中可見。研究人員發(fā)現(xiàn),大約25%的月震可能由這些斷層釋放的能量產(chǎn)生,而不是由小行星撞擊或月球深處的活動產(chǎn)生。

研究人員寫道,這些斷層廣泛散布于月球表面各處,存在時間估計不超過5000萬年,斷層的年齡和分布暗示它們在月球內(nèi)部冷卻時出現(xiàn),導致其外殼收縮。

月球并沒那么“富有”

月球,作為地球唯一的天然衛(wèi)星,與地球“相依相伴”直到現(xiàn)在。在很多人眼里,月球不僅是一顆衛(wèi)星,或許更像是一個未知的“聚寶盆”,但最近的一項研究或許要讓他們失望了!是的,想去月球淘金的朋友(當然,前提是到得了月球),還是放棄吧。

最新研究表明,月球上金、鉑等“高親鐵元素”(HSE)的儲量遠比地球上的少。

所謂高親鐵元素,是指高度親近鐵的元素,即金、銥、鋨、鈀、鉑、錸、銠和釕等,而研究發(fā)現(xiàn)這類元素在地球的地殼中比在月球中豐富得多。

要解釋這一點,科學家們不得不追溯月球的形成歷史。

大約45億年前,一顆被稱為“忒伊亞”(Theia)的火星大小的行星猛烈撞擊原始地球,撞擊將兩個天體上的大量物質拋灑到太空中,隨后,噴射出來的有些物質重新回到傷痕累累的地球上,有些物質則合并到一起形成了月球。

既然如此,為什么地球上的高親鐵元素比月球多很多呢?研究人員認為,這些金屬可能是后來小行星撞擊地球帶到地球上的。此外,月球的引力較弱,因此月球不太善于抓住撞擊物(包括HSE),導致很多物質都跑到太空去了。而保留在月球上的少量HSE可能在月球的巖漿海洋冷卻和凝固之前到達,因此,這些物質被納入月球的內(nèi)核中,導致這些元素在月球上探測到的比較少。

月球是個“雙面嬌娃”

自“阿波羅”時代起,科學家就知道,月球有兩面:面向地球的一面較為平坦;月球背面則起伏不平,遍布成千上萬的撞擊坑。為什么會這樣?澳門科學家給出了答案:遠古時期一顆矮行星與月球的碰撞給月球表面留下了永久傷痕,使其變身為“雙面嬌娃”。

模型顯示,月球如果與比谷神星這種矮行星略小的天體相撞,最吻合現(xiàn)在這種兩面截然不同的情況。這個天體的直徑約780公里,以每小時22500公里的速度與月球靠近地球的一面相撞,撞擊產(chǎn)生大量碎片,最終落在月球背面,使月球背面月殼比近地一面厚5—10公里,也使月球面向地球的一面沒有多少隕石坑。

研究人員指出,這一撞擊假設還有助于解釋為何在地球和月球表面測量到的鉀、磷和鎢-182同位素存在差異,這些元素可能來自這次大撞擊,在月球形成之后降落在月球上。此外,新研究也為進一步解釋太陽系內(nèi)其他不對稱天體(如火星)提供了新見解。

“俱懷逸興壯思飛,欲上青天攬明月”,月球真正的“內(nèi)在”還有待我們重返月球,深入研究,才能揭示。(劉 霞)

關鍵詞: 月球 冷知識
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