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科学松鼠会

让我们剥开科学的坚果

 
 
 

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什么是科学松鼠会? 我们认为,对于部分人来说,科学就像一枚枚难以开启的坚果,虽味美却不易入口。 我们希望自己能够像松鼠一样,打开科学的坚硬外壳,将有营养的果仁剥出来,让人们能够领略到科学的美妙。 我们试图让科学传播并且流行起来。

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我们的玉兔接下来干什么?   

2013-12-17 22:27:15|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文作者:小龙哈勃

嫦娥三号着陆器拍摄的玉兔号月球车

嫦娥三号着陆器拍摄的玉兔号月球车

原文发表于 叶儿山博客

有这么一句调侃某些旅行团的顺口溜:“上车睡觉,下车尿尿,景点拍照,回来啥也不知道。”我们的“玉兔”号月球车千里迢迢到达月球,当然不会拍几张照片就真的“圆满成功”了。我们到一个好地方旅游,如果要多知道点有趣的东西的话,提前做功课以及即时蹭导游是必不可少的。在玉兔开始闲逛之前,我们不妨先预习一下,看看我们人人都见过的大月亮,到底有什么好折腾的?我们的兔子接下来干什么?

看过月亮的人都知道,月亮上有亮暗之分。天文学家们将亮区称为“高地”,将暗区称为“月海”,这是因为古代天文学家们认为这些暗区是月球上的海洋;相应的,也有“月洋”、“月湖”、“月沼”和“月湾”等。现在,我们知道,这些不过是古代月球火山喷发时,流出的熔岩凝固而成的平原而已。月球上一共有二十三个“海”,嫦娥三号降落在一处被称为“雨海”的平原的东北角。如果各位在农历十五六的前后看月出的话,那这一个地方在月亮的左下角。说到这里,咳咳,请注意:从月球历史的角度来说,雨海可是月球上最有趣也是最重要的海,所以我请大家把“雨海”默念三遍,牢牢记住。我们马上就要提到它为什么重要。

嫦娥三号的着陆位置,来自微博网友 @紫鹬_ziyu

嫦娥三号的着陆位置,来自微博网友 @紫鹬_ziyu

现在主流观点认为,月亮是被“撞”出来的,火星撞地球这种事情,可真的发生过哟,撞出来的结果就是月亮啦。这发生在太阳系诞生大约4000万年之后,亦即45亿年前。在月球形成之后的5亿年,年轻的太阳系极为不稳定,基本就是小行星彗星横冲直撞的恐怖世界。在38-41亿年之前,内太阳系经历了一个叫做“晚期重轰炸”(Late Heavy Bombardment)的阶段,简单来说就是地球、月球各种被打脸,像造成恐龙灭绝那种级别的小行星撞地球事件,平均一个世纪会发生一次(Ryder, 2000)。在月球,这个阶段被称为“早雨海世”,是“雨海纪”的一部分(大约39-32亿年前)。对滴!就是嫦娥三号和兔纸着陆的那个雨海。因为雨海本身,以及我们目前看到的、月球上的大多数地貌特征,就是在这个关键的时候开始形成的。尽管月球上的火山爆发还持续了更长时间(10-20亿年),但内太阳系的大型撞击事件,在“早雨海世”之后基本停止。

阿波罗15号拍摄的风暴洋内的岩浆流特征

阿波罗15号拍摄的风暴洋内的岩浆流特征

然而,雨海之有趣远胜于此。科学家们通过数陨石坑的数量,可以估计出某一地区的地质年龄。他们发现:嫦娥三号着陆的区域,似乎远比月球上其他区域要年轻——事实上,比所有其他载人以及无人着陆器探测过的地方都要年轻,他们估计这一区域大约只有10-25亿年历史(Schultz and Spudis, 1983)。好吧,这在我们看来,仍然很老,但因为月球在那之后已经完全死寂,所以这一区域就好象是昨天才形成的一样。由于这样的地方只积累了很薄的月壤(估计只有两三米厚),我们可以比较容易地探测到月壤下面的古老月岩。相比较,“阿波罗”系列任务探测的地点,月壤的厚度在3-4米到6-8米之间。毫无疑问,兔纸会有许多前人未曾涉足的事情可干。

嫦娥三号的着陆点,远不仅在地质、历史上意义重大。通过比较近年来美国和日本的探测结果,科学家们发现,这一地点在化学上也非常奇特,而且可能对未来的月球开发有着重大价值。通过“克莱门汀”号和“月球勘探者”号探测器的光谱测量结果,人们注意到,这一带地区的钛元素和钍元素的含量都非常高。前者的大名想必不用我多讲了,后者是核工业的重要原料。然而,这一带可是凝固的岩浆构成的平原呀,这样的地方在月球上并不少,为什么偏偏在这里,就有这么奇异的化学组成呢?这说明这一带肯定和我们探测过的其他地方不大一样。装备了“透月雷达”的兔纸可以直接测量月面下面的情形,这也是人类装备过的、探测深度最高的透月雷达;兔纸的另一个神器——X射线光谱仪——则可以靠分析陨石坑的溅出物来分析月壤下面物质的成分。这两件神器的数据都有助于回答一系列非常有价值的科学问题。毫无疑问,嫦娥三号和兔纸的探测结果,对科学家、工程师和未来的月球殖民者们都极为重要。

兔纸准备在月球表面活动三个月。它现在所在的地方,是个非常独特、有趣、而且有着许多潜在的大秘密的地方。只要兔纸保持健康,将它发现的秘密及时告诉我们,相信在这三个月里,它会给我们带来许多新惊喜。且让我们拭目以待吧!

致谢

感谢 @广林星云 协助审读。

其他参考资料

ASU, Apollo Image Archive.

Spudis (2013), A New Site to Explore on the Moon.

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