【新知關(guān)鍵詞：月球大氣層】

浩瀚宇宙,，星辰萬(wàn)千，地球因能孕育生命而成為了其中特別的那個(gè),。然而研究表明,，大約45億年前，地球剛剛誕生之時(shí)，熔巖橫流,，毒氣彌漫,，直到藻類生長(zhǎng),，氮氧混合的大氣層形成,，生命才有了適宜的進(jìn)化環(huán)境。那么地球是唯一一個(gè)擁有大氣層的星球嗎,？美國(guó)國(guó)家航空航天局NASA最新發(fā)現(xiàn),，大約30到40億年前，月球也曾擁有大氣層,。

月球在蒸發(fā)強(qiáng)度下形成了金屬大氣層

據(jù)外媒“科學(xué)新聞”網(wǎng)站報(bào)道，人們印象中的月球荒涼一片,，毫無(wú)生氣,，沒(méi)有大氣層，只有山脈,、高原,、隕石坑、數(shù)不盡的巖屑和月塵,。然而,，NASA的最新研究表明，古代月球并不是這樣,，它曾擁有大氣層,。

古代火山活動(dòng)噴出的氣體在月球表面至少逗留了7000萬(wàn)年以上。彼時(shí),，超音速的狂風(fēng),，在月球的巖漿海洋中掀起滔天巨浪，厚厚的金屬大氣層包裹著嬰兒期的月球,。

為計(jì)算這層大氣的厚度,，科學(xué)家提出一種全新算法，專門(mén)計(jì)算幼年時(shí)期的太陽(yáng),、地球和月球是如何以自身熱量蒸發(fā)月球表面的液態(tài)金屬,，使得月球的金屬大氣層和火星大氣層一樣厚。該算法模型后來(lái)公布于美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)和美國(guó)能源部資助建立的“預(yù)印本系統(tǒng)網(wǎng)站”上,，為解釋月球如何形成,，以及研究近地球行星提供一種測(cè)試方案。

大多數(shù)行星科學(xué)家認(rèn)為,，大約45億年前,，一個(gè)與火星差不多大小的“原行星”與地球相撞,。撞擊將熱量、熔漿糅合到行星碎片中,，最后進(jìn)入地球軌道,，在繞行中逐漸冷卻，形成了現(xiàn)在的月球,。

可以想象,，月球表面原本是一片深不見(jiàn)底、無(wú)邊無(wú)際的巖漿海洋,。一場(chǎng)意外碰撞使得它的表面溫度上升至2000攝氏度以上,，全身閃閃發(fā)光，如同一顆紅矮星,。在格林貝爾特的NASA戈達(dá)德航天中心,，科學(xué)家普拉博·薩克塞納和他的同事指出，遠(yuǎn)古月球不僅有巖漿海洋的熱量,，還會(huì)從地球和太陽(yáng)上接受熱輻射,。模型計(jì)算的結(jié)果，不僅顯示了月球在這種蒸發(fā)強(qiáng)度下形成了金屬大氣層,，而且還揭示了這層大氣和巖漿海洋相互作用的新細(xì)節(jié),。

濃厚的重金屬元素到處都是

但很快就土崩瓦解

輻射和熱量蒸發(fā)了巖漿海洋中的揮發(fā)性金屬原子，形成了厚度僅為地球大氣層十分之一的月球大氣層,。在模型研究中,，為了簡(jiǎn)化過(guò)程，科學(xué)家選擇了金屬鈉——一種月球上含量豐富,，且易揮發(fā)的元素作為金屬大氣成分的代表,。

只要巖漿海洋保持液態(tài)，月球大氣就會(huì)不斷地從海洋接受到新汽化的鈉原子,，并帶著它們?cè)诳罩辛鬓D(zhuǎn),。此外，在月球朝向地球的那面,，溫度高達(dá)1700攝氏度,，而背面則低至零下150攝氏度，無(wú)比寒冷,。極端溫差在遠(yuǎn)古月球的表面形成了1公里／秒的狂風(fēng),，在巖漿中吹出波浪，加速了蒸發(fā)汽化的過(guò)程,。

由于這些氣體迅速上升到月球地表以上,，其積累的速度超過(guò)了宇宙逃逸速度，從而形成了月球大氣層。而當(dāng)狂風(fēng)到達(dá)炎熱與極寒的交接地帶時(shí),，大氣層會(huì)凝結(jié),，形成一團(tuán)鈉雪。如此循環(huán)了1000年后,，巖漿海洋才逐漸冷卻成巖石地殼,，而一旦這個(gè)熱騰騰的儲(chǔ)液罐不在了之后，整個(gè)月球大氣層就會(huì)慢慢坍塌,。

薩克塞納稱,，遠(yuǎn)古月球就像在開(kāi)派對(duì)的星球一樣,，濃厚的重金屬元素到處都是,，但卻很快就土崩瓦解。在加州莫菲特場(chǎng)的NASA阿姆斯研究中心,，研究員凱文·贊爾認(rèn)為,，這層月球大氣來(lái)得快，去得也快,，其形成推論聽(tīng)上去似乎合情合理,，值得研究和測(cè)試。他指出,，在推測(cè)范圍內(nèi),，月球大氣的存在是被允許的，但他并不確定,，模型測(cè)試的所有結(jié)果都可信,。比如，得首先確定當(dāng)時(shí)的地球和月球都沒(méi)有發(fā)展出潮濕的水環(huán)境,。如果失去了某些條件作為前提,，那么極端溫度差、狂風(fēng)以及鈉循環(huán)的存在都只是空談,。

對(duì)月球揮發(fā)性物質(zhì)的探索

可能有助于獲得地球形成的關(guān)鍵線索

為了重申美國(guó)在太空領(lǐng)域領(lǐng)先的科研地位,，NASA太陽(yáng)系研究所成為了該項(xiàng)研究的主要資助方。新發(fā)現(xiàn)也不負(fù)眾望,，極大地改變了人們的認(rèn)識(shí),，證明了月球并非一直是“真空世界”。

研究者說(shuō),，大約在35億年前,，月球的火山活動(dòng)達(dá)到頂峰，金屬大氣層在這段時(shí)間中也最為活躍和厚重,。在NASA的阿波羅15號(hào)和17號(hào)任務(wù)中,，宇航員探索了月球上遠(yuǎn)古巖漿海洋的邊界，并收集到了數(shù)十億年前火山噴發(fā)的巖石樣本。

樣本顯示,，這些區(qū)域的巖石中含有氣體成分,，包括一氧化碳、水,、硫化物以及其他揮發(fā)性物質(zhì),。NASA馬歇爾航空飛行中心的科學(xué)家指出，盡管大部分氣體已經(jīng)消失在太空中,，但相當(dāng)一部分可能還積存于月球的兩極,。這意味著，如今人們看到的月球極地?fù)]發(fā)物很可能源于嬰兒期月球的內(nèi)部,。隨后在7000萬(wàn)年的時(shí)間里,，這層金屬大氣最終輸送給了太空。

在美國(guó)月球和行星研究所,，高?？臻g研究協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)，資深科學(xué)家戴維·A·克林博士指出,，新研究顛覆了人們對(duì)火星大氣和月球大氣的對(duì)比認(rèn)知,。NASA表示，對(duì)月球揮發(fā)性物質(zhì)的探索可能有助于獲得地球形成的關(guān)鍵線索,。在接下來(lái)的研究,，如“獵戶座”載人飛船發(fā)射和宇宙空間礦物探索任務(wù)中，科學(xué)家希望更好地弄清楚月球表面揮發(fā)性沉積物的性質(zhì)和分布,。

本版文并供圖/羅春曉