主要是因为漫长的天体撞击近期,“月球样品001号”在国家博物馆向公众展出,引起了广泛关注。这是由嫦娥五号探测器于2020年12月17日成功返回的月球样品,这次返回任务标志着我国首次实现地外天体采样返回。在这些月球样品中,科学家们惊奇地发现了一些玻璃颗粒,这究竟是怎么形成的呢?

月球样品001号携带了100克的月壤,其容器采用人造水晶,外形设计灵感源自国家博物馆的系列青铜“尊”。整体造型高38.44cm,寓意着地球与月亮间的平均间距384,400公里;宽22.89厘米象征嫦娥五号自发射到返回的任务时长22.89天。月壤储存在其中心部位的空心夹层球体造型中。

月球上的土壤和地球上的土壤有何不同呢?月球上的土壤,准确来说应该被称为月沙,主要是由天体撞击作用形成的。相较于地球,月球没有大气层的保护,因此小天体在高速撞击月面时,产生的高温高压能够熔融二氧化硅,形成大量的玻璃状物质。这些月球沙土颗粒的平均直径约为100微米(0.1毫米),不含任何有机成分,主要成分包括橄榄石、辉石、钛铁矿、斜长石以及玻璃态物质。

对于一般人来说,玻璃通常被认为是现代工业的产物,然而月球上的玻璃颗粒却并非来自史前文明的登陆,而是源自数十亿年的小天体不断撞击月面。这些小天体的速度高达每秒十几公里到几十公里,撞击产生的高温高压条件能够熔融月面的物质,形成天然的玻璃状物质。

通过望远镜观察月面,我们可以清晰地看到布满了大大小小的环形山,这些环形山多是由早期小行星的撞击形成。在漫长的时间里,月球表面形成了一层数米到十几米厚的沙土层,其中包含着许多玻璃状颗粒。

有趣的是,地球上的核试验场也能产生大量的玻璃状物质。1945年,人类第一颗原子弹在美国新墨西哥州沙漠地区上空爆炸,爆炸温度高达上亿度,熔化了原子弹托举的铁塔,地面上的沙子被吸入火球内部熔融,最后以雨滴般形式降落。类似的现象也在地面核试验中发生,形成了大量的玻璃状物质。

回顾历史,美国曾于1978年向中国赠送了一克的月岩样品,成为我国探月工程的里程碑之一。现在,我们自己从月球采集的样品更为丰富,数量达到1731克,其中一部分被展示在国家博物馆供公众参观,另一部分用于科研。这些样品主要来自月球“风暴洋”北部吕姆克山脉附近,这是其他国家未曾到访的地方。通过研究这些样品,科学家们有望深入了解月球的火山活动和演化历史。

月球样品中的玻璃颗粒源自于漫长的天体撞击过程。在这些撞击中,高温高压条件产生的玻璃状物质被保留在月球表面,成为我们研究宇宙奥秘的珍贵线索。这些来自月球的“宝石”不仅让我们更加了解了月球的过去,也为未来的宇宙探索提供了宝贵的资源。