亚搏亚搏

欢迎光临
我们一直在努力

湿润的土壤:盘点人类探月的“水情结”

近来,据美国国家航空航天局官网介绍,索菲亚平流层红外天文台初次证明,遭到阳光照耀的月球外表有水存在。这也意味着,水或许不仅在冰冷昏暗的当地散布,也或许散布在月球外表。

索菲亚平流层红外天文台初次证明,遭到阳光照耀的月球外表有水存在

最近几年是人类探月的丰收年。因为在这几年里,来自多方的研讨和探究都证明了月球是一个有水的星球,这是科学家们深切等待的成果,也是现代天文学的一项重大成果。几十年来,科学家们一向期盼在月球上找到水,“找水”成了人类探月的挥之不去的"情结”。

“冰茶理论”

“现在的月亮已不同于咱们父辈时期的月亮了,它不再是死寂和和无变化的,而是一个十分活泼和风趣的国际。”美国加利福尼亚大学的天文学家格雷格·德洛瑞(GregDelory)这样说。关于德洛瑞这样的天文学家来说,月亮确实很不相同了,因为在他们的眼里,月亮已成为了一个湿润的国际。但是在伽利略把望远镜指向月亮曾经,月亮在人们的眼里是愈加“活泼和风趣”的,人们把月亮上的暗区称为“maria",在拉丁语中,“maria”便是海洋的意思,所以在17世纪曾经的人看来,月亮是一个充满了液态水的当地。这个梦境似的观念是被望远镜给无情消灭的,人们在望远镜中看到了装点在“maria”中的陨石坑,这才知道月亮上的“海洋”其实并不存在,不过咱们今日仍然把月亮上的大片暗区称为“月海”。

月球正面比反面有更多暗色月海

从那时开端,月亮很枯燥的观念一向连续了下来。1969年,“阿波罗11号”的两名宇航员着陆在了一片“月海”中,他们看到的“月海”是一片枯燥的由火山熔岩构成的平原,而科学家们在研讨了“阿波罗计划”带回的月岩和月壤样本后也宣告说月球是枯燥的。按照他们的描述,那些样本“像骨头相同枯燥”,但是现实上,骨头比那些样本“湿润”得多,因为活体生物的骨头是含有不少水分的,其分量大约占总分量的10%。20世纪70年代,加利福尼亚大学的詹姆斯·阿诺德(James Arnold)主张在月极邻近找水,那里是阿波罗计划没有抵达的区域,且终年难见阳光。阿诺德指出,月极邻近较深的陨石坑里不会有阳光照进去,这样的陨石坑能起到搜集水和其他易挥发物质的效果,可称之为“冷井"(cold traps)。

美国田纳西大学的月岩专家拉里·泰勒(Larry Taylor)将“冷井”比喻为一杯夏天的冰茶,他说,“假若你仔细观察夏天的冰茶,你便能看到这杯冰茶怎么搜集空气中的水分,并凝结成水滴,‘冷井’就起了那样的效果。”这种“冰茶理论”终究得到实践的机会是1994年,那年的1月25日,美国发射了“克莱门汀”(Clementine)月球勘探器。

“克莱门汀”(Clementine)月球勘探器 图片来历/网络

2月6日,“克莱门汀"开端绕月飞翔,在这个过程中,它对月球铠甲,从事勘察活动,其间一项试验是向月球南极邻近的一处陨石坑发射无线电波,这些电波发射后被地球上的天线接纳,科学家剖析了那些电波后发现,反射波好像来自于含水冰的物质,不过这并不能证明陨石坑里真的有水,因为粗糙的外表也能产生那样的反射波。又过了4年,另一艘月球勘探器“月球勘察者号”(lunar prospector)运用中子光谱仪勘探到月球南北极的陨击坑里含有丰厚的氢。科学家以为,那些氢来自于陨击上中丰厚的水,他们由此估量,月球上或许有1000万~60亿吨水。为了证明月球上水的存在,科学家最终让“月球勘察者号"碰击月球南极,他们估量碰击会在月球外表开释40磅水蒸气,这样一来,光谱仪就能够测出水分的存在了,但是料想的成果并没有在碰击后呈现。

凯布斯陨石坑

进行过相似测验的还有欧洲空间局的“才智一号"(SMART-1),这枚勘探器于2006年也妄图通过撞月侦测月球上的水冰信号,成果也失利了。科学家以为,这两次失利有三种或许,要么是月球上根本就没有水;要么碰击点不抱负,因此没有产生抱负的成果;还有一种或许是勘探器太小,碰击产生的水蒸气太少,所以不足以让仪器侦测到。

“湿润"的月壤

起色呈现于2008年,这一年10月,“月球一号"(Chandrayaan-l)发射升空,它的上面安装有一部由美国航空航天局供给的仪器——“月球矿物学绘图仪”(MoonMineralogy Mapper),这种仪器能使科学家们在它获取的数据中精确地发现勘探方针所具有的化学成分。很快,“月球矿物学绘图仪”通过勘探月球外表反射光的光线波长显现了月球上有水分子和氢氧基存在的痕迹,它侦测到反射的光波中短少红外线波长,标明这段光线被水分子吸收了。

开端的时分,科学家们并不信任这样的成果, 但很快,他们在其他当地找到了更多的依据。1999年,土星勘探器“卡西尼号”在前往土星时途经月球,它上面的成像分光计也勘探过月球。通过一番评论,科学家们共同以为,“卡西尼号”上的成像分光计也发现过月球上弱小的水和氢氧基分子存在的信号。

与此一起,正在履行太空使命的“深度碰击号”(DeepImpact)也为科学家们带来了月球有水的新依据,因为这枚勘探器相同携带了一架成像分光计,它本来的使命是于2010年11月4日飞越哈特利2号彗星(103P/Hartley2),但在前往方针的途中,科学家们让它数次近距离地接近了地月体系,在这个过程中,“深度碰击号”也勘探到了月球外表存在着水分子和氢氧分子的信号,它还发现,这种信号在月球的极区最为激烈,而且显现整个月球外表都是含水层。

不过这枚勘探器也一起发现,水分子和氢氧分子的信号好像在月球的“正午”消失了,只要在“日落"和“日升”的时分才会呈现,人们称之为“露水”现象。为什么会这样呢?科学家解说说,这是因为月壤中的水分子很少的原因。

现实上,月壤中的含水量比地球上最枯燥的沙漠还要少。2009年9月25日,科学家们总算在新出书的《科学》杂志上发表文章说,依据来自“月球一号”“卡西尼号”和“深度碰击号”的勘探数据,他们已证明月球是一个有水的国际。

研讨标明,这次勘探到的月球水是隐藏在月壤里的。月面由岩石和风化层构成,其间很多成分是氧。在月球上,太阳风无时无刻地碰击着月面,并与岩石和土壤产生交互效果。太阳风是太阳喷射出的带电粒子流,它主要由质子或带正电荷的氢原子组成。

科学家估测,当这些带电的氢原子以1/3光速冲击月球外表时,它们会分化月壤矿物质中的氧价分子,一旦有了游离状况的氧分子和氢分子,水分子就很简单构成了。勘探标明,月球外表每立方米的土壤中大约含有一升水,它们存在于月壤最上层很薄的范围内。勘探还显现,在月球冰冷的两极处,水的含量更丰厚一些,这标明水在月壤中构成后好像会逐步向温度较低的区域移动。

太阳风中氢原子分化了月壤中的氧分子

此前,科学家们一向以为,我们月球上真的存在水,那些水只会存在于极地的永久暗影区里,月球的其他区域应该是彻底枯燥的。现在,新的发现标明现实并非如此,水也能够存在于月壤中,这是人类月球找水的重大突破。

赞( 588 )
未经允许不得转载: 亚搏 » 湿润的土壤:盘点人类探月的“水情结”