2020年12月17日,中国嫦娥五号返回舱在中国内蒙古着陆后,可以看到月球样本。

(图片来源:uux.cn/CASC)
(神秘的地球uux.cn)据美国生活科学网站(Keith Cooper):根据2020年12月中国嫦娥五号采样返回任务带回地球的月球泥土中的微小玻璃珠,在最近的地质时期内,月球表面爆发了火山,而月球今天可能仍然处于火山活动状态。
这一发现可能会颠覆我们对月球进化的认知。
我们知道月球在遥远的过去有火山活动,因为我们可以在我们最近的邻居的脸上看到证据——著名的“月球人”的黑色标记是月球玛丽亚,这是一个巨大的火山平原,可以追溯到30亿到38亿年前。
人们认为这是月球上最后一次火山活动。
但是,令人惊讶的是,嫦娥五号带回了证据,表明月球最近经历了火山爆发——就在1.23亿年前,不确定性为1500万年。
从人类的角度来看,这听起来仍然像是很久以前的事了,但从地质学角度来看,那只是昨天的事了。
这意味着月球可能在其整个生命周期中都处于火山活动状态,并且今天仍可能处于火山活动之中。
最近火山活动的证据来自三个微小的玻璃珠——嫦娥五号样本中3000个玻璃珠中只有3个。
位于北京的中国科学院地质与地球物理研究所的王碧文和张倩带领的一个团队在干草堆中仔细搜寻了嫦娥五号回收的0.6盎司(1.7克)月球尘埃中的这些针。
只有20到400微米大小的玻璃珠可以通过小行星撞击的猛烈撞击形成,熔化并加压岩石,使其变成玻璃。
事实上,这些撞击产生的珠子构成了样本中珠子的绝大多数——考虑到月球上以陨石坑形式出现的撞击次数,这并不奇怪。
但还有另一种方法可以形成这些珠子。
王和张的团队在他们的研究论文中写道:“岩浆喷泉产生的火山玻璃以前在月球表面的样本中发现过。
”。
当然,以前在月球上发现过火山起源的玻璃珠,但它们总是源自数十亿年前的岩浆喷发。
然而,嫦娥五号在其着陆点附近的一个名为“风暴之海”的地区发现了三颗非常特别的玻璃珠,并于2020年12月16日将它们送回地球。

王和张的团队写道:“三颗火山玻璃珠的铀铅定年表明,它们形成于1.23亿±1500万年前。
”。
技术人员从中国嫦娥五号航天器上移除了样品罐,该航天器于2020年12月将月球泥土和岩石送回地球。
(图片来源:uux.cn/CAS国家天文台)
铀铅定年法涉及测量100多万年前岩石样本中铀的放射性衰变为铅。
一般来说,铅与铀的比例越大,样品必须越旧,才能有足够的时间让所有铀衰变为铅。
反之亦然,铅相对于铀的丰度越低,样品越年轻。
加强这一发现的是,这并不是月球上最近地质火山活动的第一个证据。
2014年,美国国家航空航天局的月球勘测轨道飞行器(LRO)在月球表面拍摄了大约70个奇怪的特征,称为不规则的月海斑块,也许更为人所知的是朗朗上口的首字母缩写“IMPs”。
事实上,第一个IMP是由美国国家航空宇航局阿波罗15号宇航员于1971年在月球轨道上拍摄的,但当时它并没有被人们真正认识到。
IMP是平滑、圆形、浅丘,旁边是下坡的岩石、杂乱的地形。
这些特征的平均直径不到三分之一英里,存在于火山平原上,至少有些特征的年龄不到1亿年,甚至可能不到5000万年。
这些年龄估计来自火山口数量——一个表面的火山口越多,它的年龄就越大,平滑的斜坡也相对没有受到影响。
尽管IMP高度暗示了最近的火山活动,但玻璃珠提供了无可争议的证据。
然而,我们的月球热演化模型表明,在45亿年前形成后,其内部应该早已冷却。
简单地说,月球内部的温度不应该足以产生火山活动。
所以现在的问题是,是什么导致了它?
“我们测量了这些火山玻璃珠中稀土元素和钍的高丰度,这可能表明最近的火山活动与岩浆地幔源中发热元素的局部富集有关,”王和张的团队写道。

这些元素,如钾、磷、钇和镧,可以从放射性衰变中产生热量,这可能足以熔化月球地幔中的岩石,至少在局部范围内,这可能会引发适度的火山爆发。
2020年12月1日,中国嫦娥五号月球着陆器样本采集工作中样本罐的特写。
(图片来源:uux.cn中国国家电视总局CCTV)
我还想到了另外两个问题。
一个问题是,今天的火山活动会活跃吗?几十年来,一直有关于“瞬态月球现象”或TLP的报道,即月球景观上出现的幽灵般的彩色薄雾。
它们的存在存在存在很大争议,因为它们还没有被太空探测器看到,只有地球上的业余天文学家看到过。
虽然许多月球科学家认为TLP是由于地球观测点上方的恶劣大气条件,甚至只是观察者的错误识别造成的,但有人提出的一种可能的解释是火山放气。
这似乎不太可能,因为当时的共识是月球是火山惰性的,但嫦娥五号的新发现,在LRO对IMP的观测的支持下,提出了月球上仍可能存在火山放气的可能性。
如果月球火山活动仍然存在,未来的月球宇航员能否利用其能量在月球上建立基地?
虽然这些仍然是悬而未决的问题,但现在似乎可以肯定的是,月球并不像我们想象的那么死,事实上,它可能偶尔会从沉睡中醒来。
一亿年前,白垩纪恐龙在地球上漫步,而他们不知道,熔岩的发光点可能照亮了他们头顶上方的月球。
嫦娥五号的新发现于9月5日发表在《科学》杂志上。
只不过,会不会提前多久,这个可能会看我国整个月球任务的进度情况,一般来说,从个人的角度来讲,应该就是在2029年左右进行,不太可能直接踩到线上来是吧,那下面我们就先看看着陆器的问题。
揽月着陆器要无人飞行:1次载荷不超50kg 对于揽月着陆器来说,其实这是我国月球计划之下最为核心的部分,因为要上月球,月球着陆器就是核心,它是带航天员,物资等上月球的关键。
按照我国针对揽月着陆器的设计来看,由登月舱和推进舱组成,主要用于环月轨道与月表间的航天员运输,可搭载2名航天员往返,并可携带月球车和科学载荷,是航天员驻月期间的月面生活中心、能源中心及数据中心。
只不过,这里大家看到2人不要误解,我国首次登月任务计划是3人前往月球,到月球表面是2人,这个要分开,这也说明了其中1人是在轨支持任务了。
所以,这一次我国发布的揽月着陆器进行无人飞行任务,那也说明了我国在正式“载人登月”前,要进行测试,确保各个航天器,火箭等系统的稳定性,这都是常态化的事情。
也就是借用这样的机会,我国推动一次无人上月球的测试,按照说明情况来看——这一次征集的载荷,单次任务搭载载荷总质量不超过50kg,总功耗一般不超过100W,这也说明了给出的空间还是较大,具体搭载什么,可能需要在后续公布了才知道。
所以,针对这一次任务来说,也是值得期待的,要进行无人飞行任务了,在无人飞行之后,必然也就会推动载人登月任务的执行,同时,要发射月面着陆器的话,我国登月火箭系统等方面的测试,也会到来,而且本身从方案来讲,我国是要利用2枚火箭来执行任务,那就是先采用两枚运载火箭分别将月面着陆器(“揽月”)和载人飞船(“梦舟”)送至地月转移轨道。
这说明了可以单独发射月面着陆器测试,但要测试整个系统的话,那肯定也是要进行梦舟飞船的发射测试才行,这还是组合体,具体的安排,就看我国后面航天中心公布了再看看。
中国2030年前登月,能更快吗? 的确,针对我国整个月球计划来说,一直都是说在2030年前登月,但是相对来说,快也不是没有可能的,我前面也说了,一般来说,在2029年左右的概率是最大的,因为在此前,我国深空探测实验室就给出了一个时间表,那就是在2029年-2030年前登月,这说明了最快还是有可能在2029年,只不过,这一切都是取决我国的整个月球计划的执行过程,只有执行了,才是确定性的。
而从如今的揽月着陆器的征集载荷问题来讲,其实也说明了我国很可能会加速推进了,可以说针对登月任务来说,提前进行测试,这完全也是可以理解的,毕竟测试就是最为核心的。
如果测试都没有问题,那下一步就可以进行载人登月,要是出现了一部分的问题,那还是可以进行相关性的调整,也是具有充足的时间,所以,其实节点还是足够了。
而且,我国在今年也宣布了要进行长征十号甲,梦舟一号飞船的测试,当下还没有给出明确的调整时间,要是整个都测试完成了,后续只需要进行升级测试就行了,毕竟这都是我国登月之下的先锋版。
同时,载人登月火箭依照初期的节点,也是在2027年进行测试,这些都是相互相的,那么,我们就等待时间的到来吧,我国反正也是多次对外公布了,载人登月稳定推进,那说明了一切都没有问题。
如果真的存在变化,我国肯定早就做好了说明准备,不会类似于要执行人了,临时进行任务的改变,大家完全可以放心,不排除我国更快的登月,至少在任务节点之下,都在加速推动之中,这就是趋势。
载人登月难不难? 对于载人登月来说,肯定是难得。
自从美国阿波罗计划之后,人类再也没有执行过载人登月,就算是美国重启载人登月任务——执行重返月球计划,美国也是面临各种困境,这不仅是烧钱的问题,还是技术上的问题,都是挑战性的。
当然,在载人登月的过程之中,也是推进人类走向深空的关键,所以,都进行。
那到底有多难? 如在执行载人登月任务的过程之中,对飞船要求有极强的变轨能力,因为登月舱要进行近月制动,其变轨速度大约在八九百米每秒,且要留相当的变轨能力从环月轨道返回月地转移轨道。
登月舱着陆月面和返回环月轨道的速度增量都接近两千米每秒,要实现这个速度,飞船一半以上的重量都是推进剂,而且还需要精确的测控能力,对地面具有动态观察能力,自主调整能力等等,这些都是任务之下的难题。
所以,如果很简单的话,世界上早就有很多国家都已经执行了载人登月任务了,也就是难,如今也没有看到多少国家突破,而且在阿波罗计划之后,当下也还没有谁完成过载人登月任务,这就是问题的根本。
那么,时间虽然紧张,但是在执行载人登月任务之下,我们必须确保每一次的任务都可以完美的执行,并且确保火箭,飞船等方面全面的稳定,具有安全性等之后,才会开启登月任务,前夕的无人测试就是确保的关键。
而我国这一次发布揽月着陆器要无人飞行,其实也就是其中测试的一部分,那么,我们期待早点到来,只要无人测试稳定了,那么载人登月的任务也就来了,这就是趋势。
五十年来,阿耳忒弥斯四号将首次把人类送上月球,这次是在月球南极。
宇航员必须小心防止微生物偷渡,以免污染研究样本。
美国国家航空航天局 某些耐寒微生物可能在月球上存活 先前的月球任务探索了月球赤道地区,那里强烈的紫外线辐射和昼夜巨大的温差使表面环境不适合生命存在。
但阿耳忒弥斯4号任务计划登陆月球南极,该区域独特的地形可能维持某些细菌和真菌存活,这意味着未来的任务应仔细考虑该区域污染的风险,研究人员在《科学进展》上报告称。
在月球两极,阳光以比赤道低得多的角度照射到月面,形成了永久阴影区,那里的温度可低至零下200摄氏度,且紫外线辐射极少。
美国宇航局戈达德太空飞行中心(位于马里兰州格林贝尔特)的有机地球化学家希瑟格雷厄姆表示,这种环境条件与冷冻干燥微生物(如面包酵母)所需的条件相差不大。
格雷厄姆及其在NASA的同事们研究了三种细菌和两种通常与人类相关的真菌。
这些微生物此前曾附着在航天服上、载荷舱内,甚至出现在国际空间站外部。
研究团队发现,这五种微生物在月球南极某些区域至少能存活24小时。
最耐久的微生物是黑曲霉菌,一种常见于浴室和热水器中的真菌。
这种真菌具有厚实的细胞壁,并且能够在休眠状态下修复DNA。
研究人员估计,在某些地区,黑曲霉菌能够存活一周以上。
但生存并不等于繁荣。
在这些条件下,这些微生物很可能无法繁殖或生长。
但即使死亡或处于休眠状态的微生物,也可能对月球研究构成威胁。
它们的蛋白质和其他化学特征仍会在月球表面的样本中显现,从而干扰测量结果。
研究的见解将为阿耳忒弥斯IV号及其他载人任务的去污程序提供依据。
格雷厄姆表示,火星比月球为微生物提供了更为适宜的环境,因此在火星上生命传播的风险会高得多。
越能高效实现月球上的清洁探索,我们在类似火星这样的目的地就将具备更优的准备条件。
相关知识(天文术语) 月球是地球唯一的天然卫星,距离地球约38万公里,表面布满环形山和月海。
它本身不发光,靠反射太阳光被我们看见。
月球对地球的潮汐有显著影响,并在人类探索太空的历史中扮演重要角色,是目前唯一有人类踏足的地外天体。
BY: Libby Riddle FY: AI 如有相关内容侵权,请在作品发布后联系作者删除 转载还请取得授权,并注意保持完整性和注明出处