美国宇航局的新研究表明月球曾经处于大气层

时间：2021-07-19 11:52:34 来源：

艺术家对月球的印象，俯视着Imbrium盆地，熔岩喷出，排出了气体，并产生了可见的气氛。

NASA的太阳系探索研究虚拟研究所支持的一项新研究表明，距今3到40亿年前的古老月球周围形成了大气，当时激烈的火山喷发使气体喷出地表的速度快于它们逃逸到太空的速度。

当人们抬头仰望月球时，很容易看到火山玄武岩的深色表面充满了大型撞击盆地。那些被称为玛丽亚的玄武岩海爆发，而月球内部仍然很热，并产生岩浆羽流，这些羽流有时冲破月球表面并流了数百公里。对阿波罗样本的分析表明，这些岩浆携带着气体成分，例如一氧化碳，水，硫和其他挥发性物质的成分。

在新的工作中，美国宇航局马歇尔太空飞行中心研究科学家Debra H. Needham博士和月球与行星研究所（LPI）的大学空间研究协会（USRA）高级研究员David A. Kring博士进行了计算从喷发的熔岩流过地表时上升的气体数量，表明这些气体在月球周围聚集形成瞬态大气。在大约35亿年前的火山活动高峰期，大气层最厚，一旦形成，它将持续约7,000万年，然后消失在太空中。

分别在约3.8亿和35亿年前的熔岩海填充Serenitatis和Imbrium盆地时，产生了两个最大的气体脉冲。阿波罗15号和17号任务的宇航员探索了这些熔岩海的边缘，他们收集的样本不仅提供了喷发的年龄，而且还包含了由爆发的月球熔岩产生的气体的证据。

在月球附近散发气体的玄武岩熔岩地图。

NASA的Needham说：“在安置母马玄武岩期间释放的H2O总量几乎是太浩湖中水量的两倍。尽管这些蒸气大部分会散失到太空中，但其中很大一部分可能已进入月球极。这意味着我们在月球两极看到的某些月球极地挥发物可能起源于月球内部。”

戴维·克林（David Kring）指出：“这项工作将我们对月球的看法从无空气的岩石体转变为以前比今天的火星更普遍的大气所包围的岩石。”当月球具有这种大气层时，它距地球的距离是今天的近三倍，并且在天空中的出现量将近三倍。

这张新的月球图片对未来的探索具有重要意义。对Needham和Kring的分析量化了可能从大气中捕获到月球极点附近寒冷，永久阴影区域的挥发物来源，因此可以提供适合进行持续月球探测计划的冰源。被困在冰冷沉积物中的挥发物可以为进行月球表面操作的宇航员，甚至可能为登月之后的飞行任务提供空气和燃料。

在过去的十年中，对月球内部和月球表面上的挥发物的搜索日益增多。这些挥发物可能会为形成地球和月球的物质以及我们的行星起源提供线索。挥发物还可能提供持续的月球表面活动所需的原位资源，这些活动可能是在NASA的新Orion乘员车和可能绕月球飞行的Gateway结构的开发之后进行的。此外，正在开发机器人资产，例如NASA的Resource Prospector，以探索可能适于科学分析和回收的挥发性沉积物的性质和分布。根据Needham和Kring的新结果，这些资产可能正在回收冰块，其中部分冰块是由30亿年前火山裂缝喷发而来的挥发物组成的。

这项新研究是由LPI-Johnson航天中心（JSC）的月球科学与探索中心发起的，该中心由Kring领导，并得到了NASA太阳系探索虚拟研究所的支持。Needham是LPI的前博士后研究员。LPI由美国大学空间研究协会（USRA）为NASA运营。

出版物：Debra H.Needham和David A.Kring，“月球火山活动在古代月球周围产生了短暂的大气，”《地球与行星科学快报》，2017年； doi：10.1016 / j.epsl.2017.09.002

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