月球有一層稀薄的大氣層（藝術(shù)想象圖）。圖片來源：美國國家航空航天局官網(wǎng)
科技日報記者?張佳欣
月球上雖然沒有可供呼吸的空氣，但它確實擁有一層極其稀薄的大氣層。月球的大氣層是如何形成的？美國麻省理工學(xué)院和芝加哥大學(xué)的科學(xué)家在《科學(xué)進(jìn)展》上發(fā)表論文指出，月球大氣層主要是撞擊汽化的產(chǎn)物。
如何理解撞擊汽化過程呢？這要從月球土壤說起。分析表明，在月球45億年的歷史中，其表面不斷受到撞擊，先是巨大隕石，然后是塵埃大小的“微流星體”。這些持續(xù)的撞擊將月球土壤掀起，使某些原子蒸發(fā)。一些原子被噴射到太空，而另一些原子則懸浮在月球上空，形成稀薄的大氣層，隨著隕石不斷撞擊月球表面，大氣層不斷得到補(bǔ)充。因此，撞擊汽化是月球數(shù)十億年來產(chǎn)生和維持極薄大氣層的主要過程。
實際上，確定月球大氣層來源的過程并不容易。2013年，美國國家航空航天局發(fā)射了月球大氣與塵埃環(huán)境探測器，其任務(wù)旨在確定月球大氣層的起源。
麻省理工學(xué)院地球、大氣和行星科學(xué)系助理教授尼科爾·聶說：“我們推測兩種太空風(fēng)化過程在塑造月球大氣方面發(fā)揮了作用，即撞擊汽化和離子濺射?！彪x子濺射是一種涉及太陽風(fēng)的現(xiàn)象。太陽風(fēng)攜帶來自太陽的高能帶電粒子穿越太空，當(dāng)這些粒子撞擊月球表面時，將能量傳遞給土壤中的原子，并使這些原子濺射到空中。
為了更準(zhǔn)確地確定月球大氣的起源，科學(xué)家收集了10個月球土壤樣本，每個樣本重約100毫克。他們嘗試從每個樣本中首先分離出鉀和鐳。這兩種元素都是揮發(fā)性的，且每種元素都存在幾種同位素，這意味著它們很容易通過撞擊和離子濺射而蒸發(fā)。
科學(xué)家推斷，如果月球大氣層是由蒸發(fā)并懸浮在空中的原子組成，那么這些元素的較輕同位素應(yīng)該更容易漂浮，而較重的同位素更有可能重新沉積在土壤中。撞擊汽化和離子濺射可能會導(dǎo)致土壤中的同位素比例截然不同。土壤中鉀和鐳的輕、重同位素的具體比例應(yīng)該可以揭示月球大氣起源的主要過程。
進(jìn)一步分析結(jié)果顯示，70%的月球大氣層或是隕石撞擊產(chǎn)物，而其余30%可能是由太陽風(fēng)形成的。
