知己知彼,月球是太空第一哨站,它的地质情况如何?适合殖民吗?

知己知彼,月球是太空第一哨站,它的地质情况如何?适合殖民吗?

地球是我们人类的家园,在未来,我们的子孙在学习中可能会知道,地球是我们人类文明的第一个家园。为了让人类成为太空种族,建立属于自己的太空文明,真正的太空探索时代已经来临了。而月球,就是我们的第一岗哨,我们可以把月球当做人类探索深空的一个跳板,届时,火星,欧罗巴木卫二等星球,都会遍布人类的遗迹。

太空探索从月球开始,探索月球,将从月球地质开始

月球的地质历史有几个重要时期。从大约45亿年前开始,新形成的月球处于熔融状态,并在离地球更近的轨道上运行,潮汐力比现在大的多。这些潮汐力使熔化的物体逐渐形成椭球体,长轴指向了地球。

月球地质演化的第一个重要事件是月球岩浆海洋的凝结作用。目前尚不清楚原始熔融海洋深度,但是在这片海洋中形第一批矿物是铁和镁硅酸盐、橄榄石和辉石。因为这些矿物比它们周围的熔融物质密度大,所以它们下沉了。不怎么致密的斜长石结晶漂浮,形成了大约50公里厚的斜长石地壳结构。大部分岩浆海洋凝结速度很快(大约在1亿年或更少的时间内就可以凝结)。在月球地壳形成后,甚至在它形成的过程中,其他不同类型的岩浆开始形成苏长岩和斜长岩,不过发生这样情况的确切时间还不清楚。

月球的外壳是由覆盖着的风化层的岩石表面组成的。当小行星和陨石与表面碰撞时,它们会成为一些细碎的碎片,与地球一样,月球也拥有地壳、地幔和地核。在其内部深处,月球可能有一个坚固的铁心,周围环绕着一个较软的,有些熔融的液态铁心。外核可能延伸至500公里。但是,小的内核仅占月球的20%,而其他岩石体的内核仅占50%。月球的大部分内部由岩石圈构成,岩石圈厚约1000公里。由于这一区域在月球生命早期融化,它提供了在月球表面形成熔岩平原所必需的岩浆。然而,随着时间的推移,岩浆冷却凝固,从而结束了月球上的火山活动。

月球外壳上覆盖着一层尘土飞扬的外部岩石层,称为Regolith。地壳和Regolith都是不均匀地分布在整个月球上。科学家认为月球地壳的这种不对称性很可能是月球偏离质量中心的原因。月球有一个微不足道大气层,这种大气的一个来源是一些元素的释放气体,例如氡,这些气体起源于月球内部深处。与地球相比,月球在地质构造上是不活跃的,但是月震还会发生。通过测量释放气体的数量,科学家还可以推断出构造活动的特征和频率的信息。

在月球地表具体会有什么呢?首先是冰混合物形态的物质

随着时间的推移,彗星和陨石不断轰击月球。大家知道陨石和彗星都是富含水的,彗星大部分结构是水冰,这些结构可能会在月球表面留下水或者冰,绝大部分还是以冰的形式存在。太阳光产生的能量将这些水分解成氢和氧这两种元素,这两种元素通常都会立即飞向太空。然而,一些水分子可能会一直存在,因为它会一直被困在巨大的陨石坑中,这些陨石坑大约有2440公里宽,近13公里深,尤其是在月球两极,这样的现象会更常见。

由于月球轴线由1.5°的倾斜现象, 所以其中一些陨石坑从未从太阳接收到任何光线,它们有永久的阴影区。正是在这样的陨石坑里,科学家们发现里面有少量的水。未来这样的水冰可能会被开采,然后分解成氢和氧气,这些可以就地取材的资源可以使人类在月球上殖民成为可能。虽然阿波罗号宇航员收集到的赤道月球岩石中没有水的痕迹,但最近的克莱门汀任务表明月球表面有小型冰冻的水冰,它们富含彗星撞击的残留物,也就是冰,后来可能被埋入月球地壳的永久阴影区域。

逐渐深入到月球内核

月球地壳由多种主要元素组成,包括铀、钍、钾、氧、硅、镁、铁、钛、钙、铝和氢。当受到宇宙射线的轰击时,每一个元素都会以伽马射线的形式反射自己的辐射。一些元素,比如铀、钍和钾,本身具有放射性γ射线。然而,不管是什么引起的,每个元素的伽马射线都是不同的 ,每个元素都产生一个独特的光谱,可以被光谱仪的仪器探测到。

月球表面气体溢出帮助科学家判断月球地质

何时何地排放气体,可以告诉科学家月球大气是如何形成的。某些元素,如铀和钍,是放射性的,随着时间的推移,这些元素会失去能量并衰变成新的元素,如氡和氖,以伽马射线、α粒子和β粒子的形式失去的能量,可以用光谱仪来测量。每一种不同的元素都是不同的“时间机器”,科学家们可以用它来确定月球上发生了什么,甚至在过去的几十年里。更多的气体,如氮气、二氧化碳和一氧化碳,也会与氡一起排出,了解月球释放这些气体的时间和地点对资源的潜在利用是很重要的。

月球的起源,科学家的暂定论点

目前关于我们地球/月球系统演化的理论,即撞击理论,表明月球很可能是在40亿年前形成的,当时地球与一个非常大的物体相撞,喷射出最终成为月球的原材料。然而,其他理论也许不太可能,但是也不是没可能。

撞击过程对月球地壳的形成起着重要作用。自从月球没有大气以来,40亿年前的地壳一直保留着地质原貌。因此,月球也能提供关于地球历史的线索。研究月球地壳和大气层揭示了月球起源的秘密,也揭示了月球潜在资源的秘密。科学家们需要这些信息来规划未来的月球任务,并考虑在太阳系统中居住我们最近的邻居月球的可行性。