月球表面的新發現:釐米級透明玻璃球!
話説嫦娥四號是人類首個着陸月球背面的探測器,於2018年12月8日成功發射升空。2019年1月3日,嫦娥四號在月球背面軟着陸,月球車“玉兔二號”與嫦娥四號分離。隨後,玉兔二號開始在月球背面巡視探測。
在《科學通報》(Science Bulletin)2022年第4期中,中山大學肖智勇博士領銜的研究團隊發表了一項題目為《月球上的半透明玻璃球》(Translucent glass globules on the Moon)的新研究。
在這篇論文當中,報道了玉兔二號在月球背面的陸地上發現了“釐米級直徑的半透明玻璃球”,這些玻璃球的發現屬於國際上首次發現。
在此之前,美國阿波羅號的宇航員也曾經在月球上發現過玻璃球,且直徑也達到了釐米級別。不過,他們所發現的這些玻璃球並非透明,整體呈現黑色,內部還有大量的碎屑和氣孔,與本次發現的半透明玻璃球並不一樣。
要知道,玻璃屬於非晶無機非金屬材料,主要的化學成分是為二氧化硅和其他氧化物,它並非是天然存在的,而需要複雜的生產流程,大致的步驟如下:
- 原料預加工:把原材料打碎,除鐵
- 配合料製備;
- 熔制:對玻璃配合料進行高温加熱,使其成為均勻,無氣泡的液態玻璃(熔融態
- 成型:把液態玻璃按照需求加工成所對應的製品;
- 熱處理。
這裏的關鍵就在除鐵,高温加熱,以及最後的成型。
那麼問題來了,自然界並沒有這些人工的生產流程,這些玻璃球到底咋來的?是“誰”來創造它們的?這個新發現又有什麼特別的意義?
半透明玻璃球的起源
根據該研究團隊的研究認為,此類半透明玻璃球的形成過程是:貧鐵的斜長巖月殼在高速撞擊作用下發生熔融,熔融物質快速冷後就會形成這種類型的半透明玻璃珠。
也就是説,如果岩石內部的含鐵量很低,且由於撞擊產生了高温,使岩石成為熔融態,就有一定的概率成為這類半透明的玻璃球,這裏的“含鐵量低”,“高温”和“熔融態”其實也可以在玻璃的生產製造中看到,説白了就是月球上發生了類似於生產玻璃的流程,而這裏的關鍵的2個要素是含鐵量低的岩石(硅酸鹽礦物)和撞擊。
對於這些半透明玻璃球的研究可以幫助人類瞭解月球過去的歷史。那這究竟是怎麼回事呢?
根據現在的主流研究,在46億年前,有一顆天體叫做:忒亞,它大小和現在的火星差不多大,就在地球軌道附近運動,結果突然撞上了地球。於是,大量的物質融入了地球,同時撞擊拋灑出了大量的物質,這些物質圍繞着地球運動,在引力的作用下逐漸形成了原始月球,這也就是月球的起源。
不過,對於現在的人類而言,我們只知道它的起源,可是我們對月球46億年的歷史是一無所知的,尤其是月球早期的情況。要先了解這些信息,我們可以從月岩入手,其次就是可以從“撞擊”入手。
月球現在樣子(包括地形地面,地質演化)實際上是高速撞擊作用造就的,月球表面現在坑坑窪窪的隕石坑,就是一次次撞擊導致的。這些撞擊使得月球看起來像是一個“麻子臉”。
科學家很早就發現,在持續撞擊的作用下,月球表面覆蓋了一層厚度不等的月壤物質,這其中就包含了大量的撞擊玻璃。不過,在這些撞擊玻璃中,“玻璃微珠”才是最主要的成分,直徑要遠小於1毫米,科學家可以通過“玻璃微珠”反推月壤物質成分和月表撞擊歷史。
而這次發現的“半透明玻璃球”,要比“玻璃微珠”大得多,科學家通過研究其顏色、形態和產出特徵發現,它們並不是是月球火山活動的產物,也不是從月球之外掉落到月球上的,它們依然還是撞擊玻璃,只是成分比“玻璃微珠”要特殊。通過進一步的研究發現,這些玻璃球可能是月球高地月壤上常見的物質。
也就是説,這些“半透明玻璃球”可以幫助科學家瞭解月球早期高地的撞擊歷史。不僅如此,科學家推測,月球高地上形成的古老撞擊盆地中,應該也形成了這類玻璃球,它們應該攜帶了大量關於太陽系早期撞擊歷史的信息。
因此,這次的發現是具有里程碑意義的,科學家在進一步對其進行研究後,將會得到更多關於月球的早期歷史,讓我們對月球的認知提升到一個新的高度。