月球上存在水嗎?
直覺上似乎沒有,因為月球上的一天相當(dāng)于地球上的兩周,月球的表面溫度能飆升到123℃,月球沒有大氣,但即使存在像地球那樣的大氣層,高溫也會蒸發(fā)掉所有的水。
月球沒有大氣層的原因,是他的地心引力很弱,僅僅是地球的1/6,這就意味著它沒有辦法束縛像水那樣又輕又快的分子結(jié)構(gòu),一旦超出月球表面的逃逸速度2.4千米每秒,任何物體都會脫離月球。
這個速度,聽起來似乎很快,但總有小部分分子在任一既定的溫度下遠(yuǎn)超平均速度,當(dāng)月球中的這些分子逃逸到宇宙中,其他分子就緊接著取代了它的位置,直到最終所有輕快的分子都跑光了。
另外,因為月球的磁場很弱,使得月球表面幾乎無法抵御太陽風(fēng)的侵襲,太陽風(fēng)是從太陽表面發(fā)射出的帶電粒子流,這些粒子能夠有效的把月球表面的分子吹散到宇宙中,實際上這就是火星失去大部分大氣層的原因。
簡而言之,即使月球上曾經(jīng)存在過液態(tài)水,也早該消失殆盡了,登月計劃似乎也證實了這個觀點,阿波羅號宇航員帶回的巖石樣本中幾乎不含任何含水礦物質(zhì),雖然檢測到了一些水,但也應(yīng)該是地球的污染,并非是真的月球水,因為一些返回樣本的容器的密封被月球塵埃磨損了。
但在2009年,科學(xué)家們故意把火箭部件撞向月球表面,截然不同的一幕出現(xiàn)了,當(dāng)時火箭的沖擊速度為2.5千米每秒,撞出的坑寬25米,深四米,撞擊釋放出了一萬噸物質(zhì),其中一半上升到了足以被陽光照射到的高度,這為繞軌運行的飛船上的照相機在塵埃中尋找水汽提供了條件,那照相機又發(fā)現(xiàn)了什么呢?
水氣的發(fā)射光譜是亮的,因此,科學(xué)家們估計了水占塵埃質(zhì)量的5.6%。
但這怎么可能呢?水到底是從何而來呢?又怎么能留在月球上呢?月球上的水其實有三種不同的來源,要理解第一種來源,你只需看看火箭沖擊月球的位置,人類的一個誤區(qū)就是月球的一面一直都是暗的,雖然月球一直是同一面朝向地球,但月球兩面都能接收太陽光。
然而,由于地理位置和深度的原因,極點上的一些隕石坑始終處在陰影中,它們被稱為永久陰影區(qū),因為它們永不見天日,這些隕石坑成為了太陽系中最冷的地方之一,比冥王星的表面還要冷。這些坑的溫度可以跌至零下249℃。
科學(xué)家們之所以用火箭撞擊這個位置,是因為永久陰影區(qū)始終保持低溫,它們就像冷藏室,冷凍凝結(jié)易揮發(fā)的水分子,但是水分子當(dāng)初又是從哪里來的呢?
水分子來自落到月球上的含水彗星和其他星體之中,任何到達恒陰區(qū)的水分子都會永遠(yuǎn)的凍結(jié)成冰,但這不是月球水的唯一來源,在阿波羅15號和17號帶回的月球樣品中,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了玻璃狀的細(xì)珠,這些細(xì)珠的產(chǎn)生要追溯到還是火山爆發(fā)時期活躍的月球,熔巖把巖漿滴射向宇宙,在急速冷卻之后,巖漿掉回月球表面。
2007年,這些細(xì)珠被切成兩半來檢測水分的存在,結(jié)果顯示里面存在大量的水分,在細(xì)珠中心濃度達到峰值,這就意味著水分子在當(dāng)初噴發(fā)時就凝結(jié)成冰了,而不是在到達地球后滲入到樣本中的,那么既然這水分子確認(rèn)來自月球內(nèi)部,所以就能確定月球在初期有水,這說得通,畢竟月球可能當(dāng)初和地球是一家,月球脫離地球是因為幾十億年前,一顆火星大小的星體撞擊所致。
月球上第三種即最后一種水源,是由月球表面的氫氧作用產(chǎn)生的,氧的來源很明顯。月球表面的45%都是由富氧礦物組成的,但是那些自由態(tài)的氫是怎么來的呢?
答案是太陽風(fēng),太陽風(fēng)不斷用質(zhì)子撞擊月球表面,質(zhì)子與氧反應(yīng),形成了氫氧化物,最終變成了水。這些水在月球表面飄蕩著,要么飛入宇宙,要么進入恒陰區(qū)成為冰,因此月球上是存在水的,這至關(guān)重要,因為未來的發(fā)射任務(wù)可以利用這一強大資源,不僅為月球殖民者提供飲水和種植的條件,也可以加工成火箭燃料,如果你能在月球上制造火箭燃料,那么這就極大的減少了太空飛行的成本和難度。
長期以來,我們一直認(rèn)為月球是一個完全干燥的星球,但現(xiàn)在這個學(xué)說完全泡湯了。
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