
#我的霜降健康日记# 据最新分析,阿波罗飞船于19732年带回的样本显示,月球的地幔中含有一种奇特的硫化合物。
阿波罗17号的指挥官尤金・塞尔南在一次舱外活动中,从月球车上取回了一根钻杆。在最近的研究中,阿波罗17号的钻杆带回的众多样本中有一份被布朗大学的研究人员打开分析,他们在其中发现了令人惊喜的硫的同位素信号。
1972年,当宇航员们结束NASA的最后一次阿波罗探月任务并返回时,他们收集的一些样本被密封,且小心保存。这是希望未来的研究者们能利用先进的仪器设备来分析样本,并做出新的发现。
如今,由布朗大学一位教授带领的研究团队就做到了这一点。在《地球物理研究杂志:行星》(Journal of Geophysical Research: Planets)的一篇论文中,研究人员报告了阿波罗17号任务期间从月球的金牛-利特罗区域取回的岩石样本中发现的硫含量惊喜。分析显示,样本中的火山物质的化学成分中只含有极少量的硫33(或33S),硫33是硫的四种具有放射性的稳定同位素之一。研究人员说,耗尽了硫33的样本与地球上的硫的同位素比例形成了及其鲜明的对比。
特定的元素带着不同的“指纹”,这体现在它们同位素的不同比例上,而同位素之间只有原子质量上的细微差别。拥有相同的同位素指纹,是两块岩石来源相同的强有力证据。研究者们在地球和月球的氧气同位素分布中发现了大量相似之处。根据詹姆斯・多廷的看法,长久以来大家都假设硫元素的同位素也会导致相同的结论。詹姆斯・多廷是布朗大学环境与地球科学学科的助理教授,同时也是这项新研究的领头人。
“在这之前,大家都认为月球的地幔和地球有着相同的硫元素同位素组成,”多廷说,“这也是我在分析样本时预料的结果,然而事实正好相反,我们得到了与我们在地球上发现的任何东西都不同的宝贵价值。”
多廷分析的样本取自于一台双动双管钻具设备——它是一根可以钻进月球土壤60厘米的金属圆管,在任务期间由阿波罗17号的宇航员尤金·塞尔南和哈里森·施密特操作。返回地球后,NASA启动了一个名叫阿波罗下一代样本分析(Apollo Next Generation Sample Analysis 或ANGSA)的项目,并在此项目下将装有月球土壤的圆管密封在氦室中,以确保样本不受损害,以便于未来的研究。
过去几年里,NASA开始通过一个竞争性质的申请程序来使得ANGSA样本能被用于学术研究。多廷建议使用二次离子质谱仪来分析硫的同位素。二次离子质谱仪是一种分析同位素的高精度仪器,而这种仪器在样本被带回到地球的1972年还并不存在。
多丁(Dottin)在驱动管道中寻找特殊的地幔样本用于他的研究工作。
他说:我的目标是寻找一种特殊质地的“硫”,这种“硫”是跟随地质活动喷发出来的不是其他活动而出现。
后面通过研究,他非常的震惊当看到同位素的比例与地球上的相差极大。
多丁说:“我第一反应是,‘这绝对不可能。’”
因此,我们再次确认所有操作是不是都没问题,结果操作过程确实没问题
这是非常让人兴奋的结果
他说,形成这种异常的硫化物有两种可能性
这些硫化物可能是月球早期历史上发生的化学过程的残留物。
当硫化物在透光且轻薄的大气层和紫外线相互作用时,会降低硫-33的比列。
根据以上情况,推测出月球在早期曾有过一个短暂存在的大气层,这个大气层可能促成过这种光化学反应。
如果这些实验的地幔样本是这样形成的,那么月球的演化我们还待进一步探索。
多丁说:“这些硫化物将是月球表面物质与地幔之间进行古老物质交换的证据。”
“在地球上,我们有板块挤压运动来实现这一物质生成,但月球没有
因此,早期月球上存在某种物质交换机制,这一发现令人兴奋。”
另一种可能性是,这种异常的硫化物是月球形成过程中遗留下来的。
当前,月球形成的主流解释为,一个名为忒伊亚(Theia)的天体与地球发生了碰撞,形成了月球,忒伊亚(Theia)大小与火星相当。
那次碰撞产生的碎片最终聚集形成了月球。
忒伊亚的硫特征可能与地球有所差异,这些差异可能在撞击过程中已被遗留在月球地幔中。
从这项研究来看,尚不清楚这两种可能的解释中哪一个是正确的。
多丁希望,对火星和其他天体的硫同位素进行更多研究,或许有一天会发现答案
他说,了解同位素特征的分布也会有助于科学家更好的分析太阳系是如何形成的。
多丁(Dottin)在驱动管道中寻找特殊的地幔样本用于他的研究工作。他说:我的目标是寻找一种特殊质地的“硫”,这种“硫”是跟随地质活动喷发出来的不是其他活动而出现。后面通过研究,他非常的震惊当看到月球上的同位素的比例与地球上的相差极大。
多丁说:“我第一反应是,‘这绝对不可能。’”因此,我们再次确认所有操作是不是都没问题,结果操作过程确实没问题。这是非常让人兴奋的结果。他说,形成这种异常的硫化物有两种可能性。
这些硫化物可能是月球早期历史上发生的化学过程的残留物。当硫化物在透光且轻薄的大气层和紫外线相互作用时,会降低硫-33的比列。
根据以上情况,推测出月球在早期曾有过一个短暂存在的大气层,这个大气层可能促成过这种光化学反应。如果这些实验的地幔样本是这样形成的,那么月球的演化我们还待进一步探索。
多丁说:“这些硫化物将是月球表面物质与地幔之间进行古老物质交换的证据。”在地球上,我们有板块挤压运动来实现这一物质生成,但月球没有因此,早期月球上存在某种物质交换机制,这是令人兴奋的发现。”
另一种可能性是,这种异常的硫化物是月球形成过程中遗留下来的。当前,月球形成的主流解释为,一个名为忒伊亚(Theia)的天体与地球发生了碰撞,形成了月球,忒伊亚(Theia)大小与火星相当。那次碰撞产生的碎片最终聚集形成了月球。忒伊亚的硫特征可能与地球有所差异,这些差异可能在撞击过程中已被遗留在月球地幔中。
从这项研究来看,尚不清楚这两种可能的解释中哪一个是正确的。
多丁希望,对火星和其他天体的硫同位素进行更多研究,或许有一天会发现答案。他说,了解同位素特征的分布也会有助于科学家更好的分析太阳系是如何形成的。
润色后
月球特殊硫化物
多丁(Dottin)专注于在驱动管道中探寻特殊地幔样本,其目标是找到因地质活动喷发、具有特殊质地的“硫”。在研究过程中,他意外发现月球上同位素比例与地球相差极大,这一结果让他极为震惊,甚至第一反应是“这绝对不可能”。在反复确认操作无误后,这一令人兴奋的结果得以确认。
多丁指出,形成这种异常硫化物存在两种可能性。其一,这些硫化物或许是月球早期历史上化学过程的残留物。在月球早期,存在一个短暂的大气层,当硫化物在透光且轻薄的大气层中与紫外线相互作用时,会降低硫 - 33 的比例。这一推测意味着,如果地幔样本是如此形成的,那么月球的演化过程还有诸多未知等待探索。多丁认为,这些硫化物可能是月球表面物质与地幔之间进行古老物质交换的证据。地球上依靠板块挤压运动实现物质生成与交换,而月球没有板块运动,这表明早期月球上存在某种独特的物质交换机制,这一发现意义非凡。
其二,异常硫化物可能是月球形成过程中遗留下来的。目前主流观点认为,月球是由名为忒伊亚(Theia)的天体与地球碰撞形成的,忒伊亚大小与火星相当,碰撞产生的碎片聚集形成了月球。由于忒伊亚的硫特征可能与地球存在差异,这些差异可能在撞击过程中留存于月球地幔之中。
然而,就目前这项研究而言,尚无法明确这两种解释哪一种正确。多丁满怀期待地表示,希望通过对火星和其他天体的硫同位素展开更多研究,或许终有一天能找到答案。了解同位素特征的分布,对于科学家深入分析太阳系的形成过程具有重要帮助,这些特殊硫化物或许就是开启太阳系起源奥秘之门的钥匙。
BY:phys-Kevin Stacey, Brown University- Robert Egan
FY:Astronomical volunteer team
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