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研究发现月球含水量或被高估

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核心提示:一个来自美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)地球、行星与空间科学学院的研究小组最近称,那些研究磷灰石矿的科学家可能高估了月球的含水量。

图为一片磨光的月球岩石薄片内部图。磷灰石中含钙量很高,由图中明亮的粉色和红色表示,周围矿物含钙量较低,显示为蓝色和黑色。从中心到边缘则划分了晶体中的不同含水区,这表明出现了磷灰石分馏,这是高含水量的月球磷灰石受其他干燥地方影响而造成的反应效果。

一个来自美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)地球、行星与空间科学学院的研究小组最近称,那些研究磷灰石矿的科学家可能高估了月球的含水量。相关论文近日发表在《科学》杂志网站上。

据物理学家组织网4月2日报道,UCLA文理学院助理副教授博伊斯和同事建了一个计算机模型,能精确预测在早期月球历史中,磷灰石是怎样在月球岩浆冷却过程中逐渐结晶的。根据他们的模拟显示,在许多月球岩石样本中发现的是不同寻常的富氢磷灰石,而这种富氢磷灰石或许无法像人们原来期望的那样,在一个富含水分的环境中形成。此发现也推翻了一个长期以来的假设:磷灰石中的氢是代表整个月球水分含量的良好指标。

博伊斯认为,月球磷灰石含水量高的结论源于其结晶过程特殊,而不是因为一个富含水分的环境。当熔岩冷却开始析出水分时,会与氢原子结合形成磷灰石晶体结构。但只有当氟和氯差不多消耗殆尽时,磷灰石才会选择与氢结合,将氢吸入新形成的结晶矿物中,已不能精确反应岩浆中的最初含水量。

理解月球磷灰石的故事具有重要意义,甚至比确定月球岩石和土壤中曾有过多少水更加重要。根据目前主流的月球最初形成理论,氢和其他不稳定元素根本不该出现在月球岩石中。按照科学家提出的月球形成理论,40亿年前,一次剧烈冲击将地球撕下了很大一块。如果这种剧烈冲击模型正确,月球应该处于一种完全融化的状态,更轻的元素(如氢)从液体下面泛着泡泡,逃逸到空中去。由于氢是水的关键成分,这种“剧烈冲击”形成月球会很快变干。

大部分月球样本事实上确实非常干,而且失去了更轻的元素。然而所有的月球样本中都发现有富氢磷灰石晶体,这又是个矛盾。不管怎样,虽然月球诞生之初轰轰烈烈,水分及其他不稳定元素还是可能保留下来,或许只是不像磷灰石最初暗示的那么多。

“40年来我们相信月球很干燥,现在有证据表明,老的干燥月球模型并不完美,”博伊斯说,“但在我们确定月球岩石也像地球岩石那么湿润之前,还需要谨慎,仔细审查每一项证据。”(来源:科技日报 记者 常丽君)

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