人類(lèi)唯一踏足過(guò)的除地球之外的天體——月球,看似是一個(gè)死寂的世界,表面極其荒涼。但事實(shí)是月球上的水資源比人類(lèi)想象的還要多,這些是如何形成的呢?關(guān)于這個(gè)問(wèn)題有多種說(shuō)法:小行星和彗星碰撞可能產(chǎn)生了一部分;古代火山噴發(fā)將水帶到月表;水乃月表自身產(chǎn)物……
近日,來(lái)自阿拉斯加大學(xué)費(fèi)爾班克斯分校的研究人員提出了一種新的機(jī)制,可以解釋月球上的一部分水可能來(lái)自地球大氣層。
他們認(rèn)為月球數(shù)十億年來(lái),一直從地球大氣“偷”水。研究顯示:從地球上層大氣中逃出來(lái)的氫離子和氧離子在月球上結(jié)合,可能產(chǎn)生了多達(dá)3500 立方公里的地表永久凍土或者地下液態(tài)水。地球到月球的距離有38.4萬(wàn)千米,那么地球上的水是如何“被偷走”的呢?
地球磁場(chǎng)創(chuàng)造了一個(gè)被稱(chēng)為磁層的“氣泡”,它能保護(hù)人類(lèi)免受宇宙射線的影響。這個(gè)“氣泡”前方是圓形的,在地球的后面形成一個(gè)點(diǎn),成淚珠狀,每個(gè)月有五天,月球會(huì)穿過(guò)這個(gè)點(diǎn),此時(shí)氫和氧離子會(huì)被帶入月球。
由于太陽(yáng)的太陽(yáng)風(fēng)推動(dòng)了這個(gè)氣泡,地球的一些磁場(chǎng)線被破壞了:只在一端與地球相連。大氣中的氫離子和氧離子可以通過(guò)這些磁力線逃到太空中。然而,當(dāng)月球穿過(guò)磁尾時(shí),它導(dǎo)致其中一些斷裂的磁力線重新連接起來(lái),將松散的離子急速送回地球,其中一些撞擊到了月球的表面。
月球南極(左)和北極(右)的地表冰分布。(美國(guó)國(guó)家航空航天局)
阿拉斯加大學(xué)費(fèi)爾班克斯分校的地球物理學(xué)家Gunther Kletetschka說(shuō):這有點(diǎn)像月球在淋雨,離子回到地球的途中落在月球上了。
月球上沒(méi)有磁層,所以當(dāng)離子抵達(dá)月球表面時(shí),會(huì)形成永久凍土。通過(guò)各種地質(zhì)過(guò)程,其中一些冰水到地表以下變成了液態(tài)水。隕石的撞擊形成隕石坑和裂縫,為容納大型地下液態(tài)水儲(chǔ)層提供了合適的孔隙構(gòu)造。
研究人員通過(guò)計(jì)算得出:數(shù)十億年的這一過(guò)程可能讓月球兩極“偷”了3500立方公里的水。而這只是基于最低體積的計(jì)算,即只有百分之一的逃離地球的離子到達(dá)月球。
嫦娥五號(hào)采樣區(qū)背景圖和水含量。
假設(shè)人類(lèi)以后移居到月球,那月球上的水是否和地球上的水一樣,提供人類(lèi)飲用呢?
科學(xué)家認(rèn)為通過(guò)多重手段,在月球上飲用月球水是有可能的。月球上的水資源,主要用來(lái)在月球上生產(chǎn)氫燃料,之后將月球改造成可供人類(lèi)進(jìn)行資源補(bǔ)給的“太空中轉(zhuǎn)站”。當(dāng)然必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的檢測(cè),還有多重過(guò)濾。前提是需要在月球上建造和地球一樣的水循環(huán)系統(tǒng)。