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月球壮观火喷泉揭秘碳氧生成一氧化碳

发布时间:2020-03-24 09:18:08阅读:来源:凯锐试验机

据国外媒体26日报导,月球曾有壮观的“火喷泉”,就和今天你在夏威夷看到的那样。科学家在月球火山玻璃的微小玻璃粉中发现这些岩浆喷泉的残留物。这些火山玻璃是阿波罗号宇宙飞船在月球上搜集的。如今,美国科学家认为,他们辨认了引发月球表面岩浆喷发的挥发性气体,终究弄清楚它们构成的缘由。

科学家在阿波罗号宇宙飞船从月球上搜集的火山玻璃中发现碳痕迹。该发现可能解释促使月球表面火喷泉喷发的缘由。照片显示,少许岩浆困在一些细小的橄榄石晶体中,将挥发性气体的证据保存下来。

火喷泉是一种频繁出现在夏威夷(照片显示)的岩浆喷发,会伴随大量挥发物。岩浆从深处上升时,挥发性化合物变成气体。

美国宇航局的这张照片显示,月球由一个火星大小的天体撞到初期地球时产生的碎片合并而成。科学家在月球样本中发现碳。这就意味着月球表面之前可能非常类似于地球表面。

火喷泉是一种频繁出现在夏威夷的岩浆喷发,会伴随大量挥发物。岩浆从地下深处上升时,挥发性化合物变成气体。一旦这些气体来到地面,就会膨胀,使岩浆喷发到空中。这有点像先晃动百事可乐瓶子然后打开盖子时产生的情况。

地球、环境与行星科学副教授阿尔贝托-萨尔表示:“许多年来,科学家一直对月球表面的这类喷发产生怎样的气体感到困惑。如果这类气体不见了,就很难弄明白它是甚么。”

这项刊登在《地球自然科学》杂志上的研究显示,和月球表面火喷泉有关的岩浆含有数量非常多的碳。岩浆从月球地下深处升起时,碳和氧产生反应,生成大量一氧化碳气体,而这一氧化碳气体正是火喷泉将火山玻璃喷射到月球表面各个部份的缘由。

许多年来,科学家认为月球缺少氢和碳等挥发物。直到过去10年内,科学家才在月球样本中发现挥发物。2008年,萨尔和同事在月球玻璃粉中探测到水。随后,他们又发现硫磺、氯和氟等。

虽然月球和曾认为的那样并没有完全耗尽挥发物,但科学家一直没有发现和火喷泉喷发相匹配的挥发物。例如,如果水是个驱动因素,那月球样本中就该有矿物学特点,可结果没有发现这类特点。

在这项最新研究中,萨尔和他的同事仔细研究了阿波罗15号和17号宇宙飞船带回地球的玻璃粉末。他们特别分析了含有熔融包裹体的样本。这些包裹体是一些微小的岩浆块,它们困在橄榄石晶体中。这些晶体诱捕了从岩浆中释放出来的气体。

卡内基科学研究所的艾瑞克-豪瑞研发出一项先进的离子探针技术,它使碳的检测极限减少了两个数量级。豪瑞表示:“该突破依赖于卡内基研究所的纳米二次离子质谱(NanoSIMS)离子探针的超强能力。它可以丈量水平超低的碳,而且适用于一根人发直径的物体。不管从科学还是从技术角度来讲,这都是一个显著成绩。”

研究人员认为,碳会在其他挥发物前脱气,由于它和氧产生化学反应,构成一氧化碳气体。萨尔说:“大多数碳会在月球表面深处脱气。氢等其他挥发成份后来脱气。这时候,岩浆更接近于地表。这就意味着碳是火喷泉初期阶段的驱动因素。”这些研究人员说,该发现还为月球内部有一些挥发物储量和它们和地球挥发物储量有共同起源的观点提供更多证据。

科学家在月球熔融包裹体中探测到的碳含量非常类似于他们在地球大洋中脊喷发的玄武岩中发现的碳含量。这对了解月球起源具有重要意义。

科学家认为,月球构成于一个火星大小的天体撞击地球时,而这个时期处在地球非常早的历史时期。巨大撞击产生的碎片合并,继而构成月球。

萨尔说:“挥发物证据显示,地球上的一部分挥发物从那次撞击中保存下来,然后包裹在月球的堆积层中。还有一种解释是,挥发物在同一时间被转移到地球和月球。它们有一个共同的来源,或许是原始陨石的巨大撞击。”

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