月球内部的确含水
2013-01-26徐慧编译朱建东
徐慧,编译.朱建东,校.
美国科学家近日发现了月球内部含水的确凿证据,这一发现让人类对月球的形成过程产生了新的思考。
在此之前,月球普遍被认为是地球和另一个行星猛烈撞击后而形成的。科学家们认为,月球上的水分在撞击的过程中早已被蒸发殆尽。但最近美国《自然》杂志上的一篇文章的研究成果证实了大约在30亿年前,月球的火山运动将其内部的水分“送”到了月球的表面。这就表明,水作为月球的一个组成部分,在其当初形成的时候,就已经赋存在了月球的内部。
月球含水的直接证据来自于月球火山喷发时形成的玻璃质物质。1969年,这些玻璃质物质被美国的阿波罗11号登月飞船带回了地球。经过大量反复的研究,科学家们惊奇地发现,这些玻璃质中竟然包裹着一些鹅卵石状的小水珠。
然而在此之后的数十年间,科学家们一直在探索着这些月球火山玻璃质的天然化学元素分类,同时他们也在试图寻找其中存在水的证据,但始终一无所获,因此大部分人逐渐开始认为,月球上是干燥无水的。
美国布朗大学的研究人员通过一种“次离子聚集光谱测定”的技术再次对月球火山玻璃质进行了扫描,终于发现了赋存在玻璃质矿物中的微量水分子。
研究人员通过一系列的实验证实了玻璃质中的氢并不是来自于太阳风的富氢物质,也不是来自于其他的挥发性含氢物质,而是来自于月球的深部——月幔。
研究人员认为,玻璃质中的水分子赋存在月幔的岩浆中,30亿年前随着火山活动而被带到了月球表面,约有95%的水分在火山活动中散失到了太空。
实验的结果隐含了这样的一个可能性:月球内部所含的水,可能相当于地球上地幔的含水量。然而让人感到疑惑的是,如果月球的火山活动使得岩浆中95%的水分被散失,那么这些水到哪里去了呢?
月球上的重力加速度很小,尚不足以“束缚”住月球表面的空气,因此科学家们推测,这些水蒸汽很有可能散失到了太空。
关于这些水分到底存在了多长时间,随后也成了研究的一个重点。可以肯定的是,在那次大碰撞之前,这些水分已贮存在了地球的内部。
这样就存在着两种可能性:一,大碰撞并未导致水分的彻底蒸发;二,大碰撞之后的一亿年以内,月球遭受过类似彗星等含水天体的撞击。
显微镜下的玻璃质反映出月球土壤的颜色呈现绿色或橘红色。然而从月球表面收集到的大部分玻璃质都是在岩石熔融的状态下形成的,并不具备那种所谓“撞击玻璃质”的一些特征。此外,从月球地质演化角度来看,这些玻璃质的形成时间与周围玄武岩很接近。因此,上述两种可能性中,前者的可能性较大。