[圖文]美國撞月探測發現元素寶庫:發現水和銀等物質 | 陽光歷史

 

A-A+

[圖文]美國撞月探測發現元素寶庫:發現水和銀等物質

2015年02月15日 宇宙奧秘-長篇 暫無評論 閱讀 143 次

新京報報道(新浪科技配圖)
 

  千百年來,無數詩人仰望夜空,熱情洋溢地歌頌「皎潔的銀色月光」,而真實的答案卻異常殘酷———月球是光禿禿的石球。


  21日,科學家發佈了去年撞月探測的結果———月球上不僅有水,還有銀、水銀等「令人意想不到的」物質。不過,月亮上的銀元素並不多,無法開掘一個銀礦,更不能令月亮發散出銀色的光輝,不過這個發現多少令月球顯得有了一絲溫情。


  去年的這個時候,人們還在為月球上有沒有水而爭論不休。如今,月球上不僅發現了水,還發現了「元素寶庫」。根據美國科學家21日公佈的去年10月撞月數據分析結果,月球的地面下埋藏有冰、銀和水銀等「讓人意想不到」的化學物質。


  發射「雙星」探月找水


  人類對於太空的瞭解實在太少,即使是最接近我們的月球,也有很多謎待解。長期以來,科學家一直懷疑在月球冰凍的地下存在水,而這些水是幾十億年前彗星撞擊帶來的,但是一直沒有得到具體的證實。


  去年,NASA將月球勘測軌道飛行器(LRO)和月球隕坑觀測和遙感衛星(LCROSS)送入太空,開啟「雙星探月」之旅。


  LRO將在距月球表面50公里的高度飛行,執行為期一年的勘測任務,而由半人馬座火箭和「牧羊人」航天器組成的LCROSS繞地球飛行4個月後,終將撞向月球,完成探測計畫。


  撞月時,半人馬座火箭首先撞擊月球的凱布斯坑,這是位於月球南極一個環形山附近的隕石坑,長年保持著零下100多度的低溫。重約2.2噸的半人馬座火箭撞月後激起了兩部分塵埃:一部分由蒸汽和微塵組成;另一部分由質量更重的物質組成。


  緊隨其後的「牧羊人」航天器拍下撞擊照片,然後飛過撞擊掀起的塵埃,以便其攜帶的光譜儀對塵埃成分進行分析。之後,它也墜毀在月球表面,其攜帶的儀器對這一過程一路跟拍。


  探月一年後宣佈發現「寶藏」


  根據NASA當時的說法,撞擊十分成功,不僅撞出了大約有三分之一足球場那麼大、一個遊泳池那麼深的大坑,而且激起了大量的月球土壤灰塵和土壤碎片。在這些灰塵和碎片中,美國科學家們獲得了寶貴的研究資料。


  去年11月,NASA公佈了初步的研究結果,認為月球地面下有水存在的痕跡,但是沒有具體透露水的形式以及其他相關科學數據。


  經過近1年的分析和研究,NASA的科學家終於在21日對外界公佈了初步的月面撞擊研究成果———結果令人欣喜而震驚。


  公佈的結果顯示,去年撞月激起的月球灰塵和土壤碎片中,除了含有大量以冰的形式存在的水以外,還含有二氧化碳、碳氫化合物、硫磺等化合物和汞、銀、鈉、鎂等金屬成分。


  這不僅讓人們長期爭論的話題———月球到底有沒有水———畫上了句號,也讓人們對月球結構和形成有了更加全面和細緻的瞭解。


  月球元素多得出人意料


  月球坑觀測和傳感衛星項目首席科學家安東尼·科拉普雷特將凱布斯坑形容為「月球的綠洲」,撞擊中發現的元素種類之多,超出了此前的預料。


  據估計,此次發現的水和水蒸氣的含量占被撞擊的凱布斯坑總質量的5.6%,土壤中含有水的濃度比預期中要高。水和其他元素如果加在一起的話,總含量將占凱布斯坑土壤總質量的10%-15%,這遠比此前預計得要高。NASA負責撞月項目的主要科學家、布朗大學撞擊專家彼得·舒爾茨稱:「這個地方就像是一個元素寶庫。」


  在舒爾茨看來,冷凍條件是這些礦物質得以保存的重要原因。這些水資源對未來的探月活動具有潛在應用價值。而且,月球兩極可能存在更多與凱布斯坑類似的地方。


  ■分析


  1 「月球水」前途無量


  月球上到底有多少水?


  從NASA的網站中可以看到,此次撞月激起了大約153升的水和蒸汽(以冰的形式存在),這一數量是去年11月科學家們估算的兩倍。


  月球坑觀測和傳感衛星項目首席科學家安東尼·科拉普雷特估計,僅僅在實施撞月的凱布斯坑裡,就可能蘊藏著大約38億升的冰。如果它們都融化成水的話,將可以填滿1500個標準遊泳池。


  NASA的科學家們已經在憧憬,如果月球水足夠多的話,將成為今後登月宇航員的飲用水源。水分子中的氧和氫可以分離出來,用作火箭的燃料。


  2 「月球銀」無法開採


  對於月球表面發現的銀元素,科學家們很肯定地說,它們是不能夠被人類開採的。


  月球上的銀僅以原子的形式存在,鬆散地附著在月球的土壤顆粒上。這種顆粒的聚集叫做「風化層」。它的存量很有限,無法被人類開採,因而這樣少量的銀元素也不可能給月球的土壤帶來一層「銀色的光輝」,想要用「月球銀」打首飾也不可能。


  不過從分析的數據來看,月球的水銀倒是不少。負責月球軌道探測器工作的庫特·萊德福德說:「土壤中含有大量水銀是最大的驚喜。特別是我們發現它們幾乎和水一樣豐富。」但是,由於水銀具有毒性,可能會對未來人類的探月活動帶來一定挑戰。


  3 撞月比登月更有效


  用NASA負責撞月項目的主要科學家、布朗大學撞擊專家彼得·舒爾茨的話說,去年的撞月行動獲得的信息,要比上個世紀六七十年代實施多次的阿波羅載人登月計畫獲得的信息還要豐富。


  阿波羅登月計畫將不少月球岩石帶回到地球進行研究,有些岩石除了成為標本之外,還被美國總統作為國禮送給外國領導人。


  NASA的科學家們稱在研究月球岩石中,也發現了一些以前沒有的物質,不過這次對撞月相關數據的分析,顯示月球的化學元素更為豐富。


  科學家們猜測,可能是阿波羅計畫降落的地點位於月球中部炎熱地帶的緣故。和寒冷的極地相比,炎熱地帶的月球化學元素要少很多。


標籤:



給我留言