为什么月球表面如此坚硬?

迄今为止,人类已经获得了837磅的月球岩石和土壤样本。当我们从地球上看月亮时,我们看到的是一个温柔而干净的世界。但宇航员踏上月球后,就看不到这个温柔洁白的世界了,奇妙的月球岩石会反射出他们的眼皮。月球岩石可以给我们带来诸如月球年龄和月球成因等信息。通过对月球岩石的分析,我们可以破译许多困扰我们的谜团。

不过,这是理论上的推导。事实上,宇航员从月球带回的岩石为我们提供了一些不可思议的物质。我们对月球的怀疑并没有因为对岩石的研究而消除,反而增加了。加州科学技术协会的尤金·西山丽·博卡是美国国家航空航天局阿波罗计划相关地质问题的首席发言人。他无奈地承认,“(通过分析一边倒的岩石),新增加的问题数量是可回答问题数量的十倍。”

月球岩石的成分分析表明,月球岩石主要由地球科学家和航天材料研究人员梦寐以求的航天金属组成。主要成分为钛、铬、锆等金属,具有耐高温、高强度和极高的耐腐蚀性。这些材料是地球科学家建造宇宙飞船的首选。两位前苏联科学家瓦欣(Wahin)和谢尔巴科夫(shcherbakov)在分析了月球岩石的成分后宣布:“构成月球岩石成分的金属具有惊人的耐高温性和抗冲击性,这种岩石可以用作地球上电炉的内衬。”当然,人类绝不会把这个837磅重的月球岩石标本做成电炉炉衬出售。那样的话,可能只有比尔·盖茨买得起了。

阿波罗飞船的宇航员最初从月球上带回了月球宁静海的岩石标本。分析过这些岩石的科学家感到困惑。从静海中采集的岩石样本经过分析,确信是由熔岩凝固而成,由高强度、耐高温的钛成分组成。而熔化这些金属合金来保存石头,需要超高温——至少要4000摄氏度,否则效果不佳。科学家们始终无法相信如何让月球达到如此高的温度,也无法提出一个合适的解释。

而且岩石成分分析表明,月球岩石样品(只是随机取回的几块)中钛金属的含量是地球上最优质钛矿岩的10倍;而且,它们不仅含有钛,还含有大量同样耐高温、耐腐蚀的金属——锆、钇、铍等等——这些都是人类已知的强度最大、耐热性最好的金属。虽然很难相信。

但这确实是月球岩石样本带回的信息。1969年8月,在阿波罗计划首次成功登陆月球并带回月球岩石样本后不久,美国《科学》杂志宣布了这一发现。文章说:“月球岩石中钛、锆等金属的含量极其丰富,地球岩石望尘莫及。说它在宇宙中首屈一指,大概也不为过。”

背对地球的月球一瘸一拐,伤痕累累,与面对地球的平滑月海相去甚远。目前,造成这种差异的原因尚未阐明。

如何解决“达到极高的温度(从而融化岩石)”和“月球是一个冰冷的小世界”之间的矛盾?月球岩石中的金属赋予了科学家这一神圣使命。对于尤里博士来说,让他坐立不安的是不断发现新的信息。在阿波罗计划实施之前,尤里声称他可以通过计算证明火山熔岩不咬人也能喷出,因为月球的“头”太小,产生不了这么高的温度。另一位在科学分析领域极具独创性的著名地球物理学家罗斯·迪勒博也持同样的观点。他分析道:

谁能想到,把钛加热到这么高的温度,竟然会把它熔化,覆盖了德克萨斯那么大的月海?而且谁能推测月球曾经比地球热?

一些科学家认为不寻常的高温是由月球火山的自然活动引起的。其他科学家认为,来自宁州空间的巨型陨石、小行星或彗星通过对月球表面的持续撞击,导致了极高的温度。其中,英国曼彻斯特大学天文系的斯坦纳克·科帕尔(Stanak Kopal)就是持这种观点的科学家之一。

然而,“撞击熔化”的观点有严重的缺陷。其中一个问题是,真的发生过影响月球三分之一的巨大撞击吗?如果发生了这种碰撞,为什么月亮和大海没有被撞上?90%以上的月海集中在月球表面,而月球背面只占不到10%的月海。同时,由于月球正对着地球,就像我们每天从天上看到的一样,任何撞击月球的东西,如陨石、小行星或彗星,都要先经过地球的引力场,地球的引力场比月球强6倍,地球的球体直径是月球直径的4倍以上!这意味着月球表面受到地球非常强大的保护。美国国家航空航天局天体力学实验室通过计算机模拟实验分析得出结论,月球背面被天体撞击的概率是月球表面的654.38+万倍以上,但实际上月球表面和海洋占月球的90%以上。这种对因果倒置差异的解释显然不能令人信服。另外,如果在产生高温的过程中有放射性能量地址,月球背面被较厚的月壳覆盖的区域应该含有当时大量熔岩流出时产生的放射性元素。然而,令人失望的是(当然是“撞击熔化”观点的持有人),月球背面没有发现放射性元素的痕迹。

月球权威科学家科帕尔在1976年出版了《阿波罗登月后的月球》一书,书中列举了当时几乎所有与月球有关的最新发现和证据。科帕尔曾持“撞击熔化”的观点,但他后来彻底推翻了他的理论,改了180。他最后承认,“覆盖在月海上的熔岩显然不是被碰撞产生的高温融化的,因为毫无疑问,熔岩中的各种成分是从月球内部逐渐自然流出的,这发生在撞击月球表面很久之后。”他根据月球岩石的年龄和其他证据得出这一结论,认为“对玄武质月球熔岩的研究几乎覆盖了整个月海,也有必要对月球内部进行调查。”

许多与Copal研究同样问题的科学家在进一步研究月球熔岩流出机制时都遇到了灭绝的问题,因为从月海收集的岩石样本结构表明,月球岩石至少要承受月球表面以下90英里的压力。从地质学的角度来看,这些岩石发育良好,比地球熔岩的深度还要深。显然,应该有“某种能量”可以将熔岩送到月球表面以下90英里的地方。此外,我们还发现,在月球表面,有一层岩石、钛等耐高温的金属熔岩覆盖在月球表面,形成了月球外壳。

我们可以找到一个确切的比喻。要产生月球上熔岩所需要的高温,撞击就像是一把木锤,无论如何都难以锤炼钢铁。接下来,让我们面对“火山”,看看月球上是否有这样的火山活动来制造坚韧的月球外壳。

目前仍有许多科学家在孜孜不倦地讨论熔岩流出的能量从何而来。真的,月海是月球内部自然火山活动形成的吗?对于这个问题,加州科学技术协会的Gerald Wasabak博士也相当关注。他的一个问题是:我们有必要了解这一过程,即为什么月球热能释放后火山活动会停止?附带的问题是,为什么形成巨大月海的大量熔岩可以从月球内部流出?如果有月球活动的机制,它一定会给我们留下证据。证据之一是,在月球球体内部的岩石熔化,并将岩石浆送到月球表面的过程中,月球表面必然存在大量的放射性元素。但根据美苏月球轨道探测器的探测和月球岩石样本的测试,这种可能性根本不存在。《科学美国人》杂志披露了多项岩石的放射性测量结果。结果表明月球。这说明月岩并没有很快融化,并在短时间内以岩浆的形式扩散到月海所在的区域。从这个角度来看,小球内部的“火山活动论”的所有答案都被彻底推翻了。

一项关于月球陨石的新研究通过最新证据表明,在最近40亿年的一段时间里,地球及其卫星月球受到了强烈的宇宙爆炸的袭击。

通过分析20多块月球陨石中的4块,科学家发现月球表面被某种气流融化了。他们在《科学》杂志上发表了一份报告,称月球在其早期历史的一段时间内遭受了持续的攻击。据推测,月球上的这场大灾难可能只会持续20万年。在那段时间里,形成了近2000个大型“环形山”,也就是今天人们所知道的月球上撞击形成的盆地。科学家认为,地球可能遭受过这种攻击,而且攻击的程度更加剧烈。这种频繁而美好的攻击可能是原始世界生命形成延迟的最初原因。

从事月球内外壳厚度研究的加里·莱瑟姆博士提出了一个想法。在月球背面引爆核装置,可以调整植物的振动在月球内部的传递方式。如果发生某种奇迹,是科学家所期待的,但很多科学家和科学期刊坚决反对,使得这种想法化为乌有。然而,另一个奇迹发生了。

1972年5月13日,一颗巨型陨石从月球上表面被掀起,仿佛一下子爆炸了200吨TNT。美国国家航空航天局的地震学家莱萨姆深有感触地说:“遇到如此巨大的陨石真是奇迹!”

利用这一天赐良机,由勒桑博领导的美国国家航空航天局科学家们终于有机会测量月球外壳的厚度。数据显示,月球外壳的厚度至少有30英里。对于美国国家航空航天局科学家艾米来说,这个结果足以让他们目瞪口呆。用Lesam的话说就是“比地球上所有大陆平均厚度的两倍还多”。

一些科学家在研究了这颗巨大陨石撞击月球表面的数据后得出结论,月球的温度不会像火山活动时那么高。

如果你是一个在电视上看过史诗般探月的人,你一定能回忆起宇航员是如何焦急地用电钻在月球表面钻孔,休斯顿飞行控制中心的科学家是如何对月球表面的硬度感到惊讶和惊喜。当时用的电钻用的是合成的“黑钻石”钻头,几乎没有钻不透的物质。然而,尽管宇航员几次尽力在月球下钻孔,但他们只能打到2~3英尺的深度。

月球外壳的坚硬给我们留下了深刻的印象,和我们看到的火山熔岩简直不一样。

为什么月球外壳这么厚这么硬?用什么手段来“处理”高温?现实:直径只有地球1/4的月球不可能产生这么高的温度。我们遇到了另一个无法解决的难题。即使这么高的温度有其自身的原因(当然我们并不了解),现代科学又如何解释地球和月球地壳厚度的巨大差异呢?科学家们再次陷入困惑。

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