主要是因為漫長的天體撞擊。近期,“月球樣品001號”在國家博物館向公眾展出,引起了廣泛關注。這是由嫦娥五號探測器于2020年12月17日成功返回的月球樣品,這次返回任務標志著我國首次實現(xiàn)地外天體采樣返回。在這些月球樣品中,科學家們驚奇地發(fā)現(xiàn)了一些玻璃顆粒,這究竟是怎么形成的呢?

月球樣品001號攜帶了100克的月壤,其容器采用人造水晶,外形設計靈感源自國家博物館的系列青銅“尊”。整體造型高38.44cm,寓意著地球與月亮間的平均間距384,400公里;寬22.89厘米象征嫦娥五號自發(fā)射到返回的任務時長22.89天。月壤儲存在其中心部位的空心夾層球體造型中。
月球上的土壤和地球上的土壤有何不同呢?月球上的土壤,準確來說應該被稱為月沙,主要是由天體撞擊作用形成的。相較于地球,月球沒有大氣層的保護,因此小天體在高速撞擊月面時,產(chǎn)生的高溫高壓能夠熔融二氧化硅,形成大量的玻璃狀物質(zhì)。這些月球沙土顆粒的平均直徑約為100微米(0.1毫米),不含任何有機成分,主要成分包括橄欖石、輝石、鈦鐵礦、斜長石以及玻璃態(tài)物質(zhì)。

對于一般人來說,玻璃通常被認為是現(xiàn)代工業(yè)的產(chǎn)物,然而月球上的玻璃顆粒卻并非來自史前文明的登陸,而是源自數(shù)十億年的小天體不斷撞擊月面。這些小天體的速度高達每秒十幾公里到幾十公里,撞擊產(chǎn)生的高溫高壓條件能夠熔融月面的物質(zhì),形成天然的玻璃狀物質(zhì)。
通過望遠鏡觀察月面,我們可以清晰地看到布滿了大大小小的環(huán)形山,這些環(huán)形山多是由早期小行星的撞擊形成。在漫長的時間里,月球表面形成了一層數(shù)米到十幾米厚的沙土層,其中包含著許多玻璃狀顆粒。

有趣的是,地球上的核試驗場也能產(chǎn)生大量的玻璃狀物質(zhì)。1945年,人類第一顆原子彈在美國新墨西哥州沙漠地區(qū)上空爆炸,爆炸溫度高達上億度,熔化了原子彈托舉的鐵塔,地面上的沙子被吸入火球內(nèi)部熔融,最后以雨滴般形式降落。類似的現(xiàn)象也在地面核試驗中發(fā)生,形成了大量的玻璃狀物質(zhì)。
回顧歷史,美國曾于1978年向中國贈送了一克的月巖樣品,成為我國探月工程的里程碑之一。現(xiàn)在,我們自己從月球采集的樣品更為豐富,數(shù)量達到1731克,其中一部分被展示在國家博物館供公眾參觀,另一部分用于科研。這些樣品主要來自月球“風暴洋”北部呂姆克山脈附近,這是其他國家未曾到訪的地方。通過研究這些樣品,科學家們有望深入了解月球的火山活動和演化歷史。

月球樣品中的玻璃顆粒源自于漫長的天體撞擊過程。在這些撞擊中,高溫高壓條件產(chǎn)生的玻璃狀物質(zhì)被保留在月球表面,成為我們研究宇宙奧秘的珍貴線索。這些來自月球的“寶石”不僅讓我們更加了解了月球的過去,也為未來的宇宙探索提供了寶貴的資源。