嫦娥五号带回月壤中,为何会有玻璃颗粒?

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· 3月2日

小行星撞击产生高温高压,产生大量的天然玻璃状物质。

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嫦娥五号带回月壤中,为何会有玻璃颗粒?

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钛媒体注 :本文来自腾讯太空,作者为乔辉,钛媒体经授权发布。

近日,“月球样品001号”月壤在国家博物馆对公众开放,顿时引发了全国人民的关注和热议。

2020年12月17日,嫦娥五号探测器返回舱安全着陆,带回了1731克的月球样品,首次实现了我国地外天体采样返回。

据悉,月球样品001号装有100克月壤样品,其容器材质为人造水晶,整体造型借鉴自国博馆藏的系列青铜“尊”造型,整体外部造型高38.44cm,象征地球与月亮间的平均间距384400公里;整体外部造型宽22.89厘米,象征嫦娥五号自发射到返回的任务时长22.89天。月壤储存在其中心部位的空心夹层球体造型之中。

月球上的土和地球上的土主要区别是什么?

据介绍,所谓的月壤其实是一层沙,或许叫月沙可能更准确,它几乎完全是由天体撞击作用形成的。体积较大的基岩在小天体的撞击作用下,不断打碎、混合和翻动,最终在月球表面形成了一层数米到十几米厚的沙土层。

这些沙土颗粒的平均直径约为100微米(0.1毫米),不含任何有机成分,成分主要是橄榄石、辉石、钛铁矿、斜长石以及玻璃态物质。什么?玻璃?是的。

月球样品中为什么会有玻璃颗粒?

一般在人们的认知当中,玻璃是现代工业的产物,难不成月球曾经有史前文明登陆过?当然不是了。

图注:普通望远镜下的月亮,布满了大大小小的陨石坑(本文作者拍摄)。

通过望远镜,我们能看到月面上布满了大大小小的环形山,这些环形山大多是由早期小行星撞击而成。月球由于没有大气层的保护,这些小天体撞击月面的速度高达每秒十几公里到几十公里不等,撞击产生高温高压,能够熔融二氧化硅,产生大量的天然玻璃状物质。

其实,目前月球仍然时而遭受小行星的撞击,只不过频率不如早期高,但每次撞击都会产生玻璃状物质。虽然月面各处的月壤成分有些差别,但几十亿年下来,整个月壤中普遍含有玻璃状物质。

图注:世界第一颗原子弹爆炸时产生的核火球。

在核试验场中,也能形成大量的玻璃状物质。1945年,人类第一颗原子弹在美国新墨西哥州沙漠地区上空爆炸,爆炸当量接近二万吨TNT炸药!上亿度的高温把托举原子弹的铁塔熔化,地面上的沙子被吸入火球内部熔融,最后像雨滴一样落下来。

图注:世界第一颗原子弹爆炸场地产生的玻璃态物质。

据说当时人们并没有注意到这种绿色的玻璃石,后来才注意到有一些玻璃状矿物不寻常地散落开来,人们甚至收集这种绿色玻璃石碎片作为纪念品。在地面核试验中都会形成类似的玻璃石。

美国曾经送给我们一克月岩

2005年,本文作者还在大学时代就有幸聆听过欧阳自远院士的科普讲座,欧阳自远院士是我国探月工程首席科学家。当时他回忆说,1978年5月28日,美国派出总统国家安全事务顾问布热津斯基访问中国,并带来了卡特总统向中国赠送的礼物:质量仅1克的月岩样品。月岩样品放在一块有机玻璃内,看上去有指甲盖般大小。这份样品被一分为二:一半珍藏在北京天文馆让公众参观;另外一半用于研究,研究人员竟然发表了十多篇重要论文。

现在,我们自己从月球采回来多达1731克样品,这些样品是从月球“风暴洋”北部吕姆克山脉附近采集的,这个地方其他国家从未到访过,该地存在大约13亿至20亿年前的玄武岩,获得这些年轻玄武岩的同位素年龄,将有助于推进对月球火山活动和演化历史的认识。

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