相比之下,发生的事情并不多。有灰尘。有岩石。这里有玄武岩平原,是月球历史上大范围火山活动的产物。
而且,正如我们最近发现的那样,还有水。很多水。束缚在月球风化层中。被困在火山玻璃中。甚至可能在地表或地表以下的冰层中,躲在两极的陨石坑里它们潜伏在永久的阴影中,无法被太阳的热量升华。
这些水可能来自哪里仍然是个谜。但新的研究表明了一个有趣的来源,我们知道过去在月球上经常发生的一个过程:火山。
行星科学家一直想知道,古代月球的火山喷发中是否有足够数量的水分子落回月球表面,并在永久阴影中形成冰层。现在看来,答案是“是”。
“我们的模型表明,[大约] 总 H 的 41%2在此期间喷发的 O 物质可能在极地地区凝结成冰,厚度可达数百米,”一组研究人员写道由科罗拉多大学博尔德分校的行星科学家安德鲁·威尔科斯基(Andrew Wilcoski)在他们的论文中领导。
“我们的工作表明,早期月球的火山活跃期会被短暂的碰撞大气所打断,这些大气能够在两极有效地封存大量的水冰,并且可以在白天暂时提供水冰和水蒸气。纬度。”
如今,月亮看起来很平静,但曾几何时,它却是一片混乱。当你观看满月时,你看到的那些黑斑是广阔的火山岩平原,来自一个大规模火山活动时期,可能早在 42 亿年前就开始了,一直持续到大约 10 亿年前,大部分活动发生在该时间范围的前 20 亿年左右。
数以万计的火山向月球喷出熔岩,使月球表面覆盖着火山地貌(作为上下文,目前太阳系中火山最多的体是的卫星木卫一,它有超过 400 座已知火山)。
此外,这些喷发还包括巨大的火山气体云,主要是一氧化碳和水蒸气。这些本来可以形成脆弱、短暂的大气层围绕月球,后来消散到太空中。但是,威尔科斯基和他的同事假设,如果水蒸气没有全部消散在太阳风中怎么办?如果其中一些像霜一样凝固怎么办?
他们根据大约每 22,000 年一次的平均大规模喷发率进行了建模。然后,他们研究了火山气体逃逸到太空的速度,与在月球表面凝结、冻结和沉淀的数量进行了比较。
他们发现,虽然大气层持续存在(时间跨度约为 1,000 年),但大约 15% 的水会在月球背面沉降并形成霜,重量约为 8.2 万亿公斤(18 万亿磅)。研究人员表示,随着时间的推移,其中一些霜会在阳光下升华,但在数十亿年的时间里,足够的霜可能残留下来,构成了今天残留的冰的很大一部分。
这并不意味着它会很容易找到。其中一些可能埋在月球表面以下几米处。但一些水可能在低纬度地区的表面停留了足够长的时间,足以与那里发现的矿物质相互作用,或者被捕获在火山玻璃中,在陨石撞击中重新熔化。
月球上已经发现了过去有水的证据,这为我们寻找古代火山月球霜的支持证据提供了一个起点。科学真是太棒了。
该团队的研究成果发表于行星科学杂志。