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月壤中为什么有玻璃

2021.03.21

2020年12月17日,嫦娥五号返回舱安全着陆,带回了近两公斤的月球样品,首次实现了我国地外天体采样返回。据悉,月球样品001号装有100克月球土壤样品,其容器材质为人造水晶,月壤储存在其中心部位的空心夹层球体造型之中。

从20倍放大下看到的月壤,无论是反射光还是透视光下,都能明显看到褐色的玻璃状物质。我们常见的玻璃都是人工烧制的产物,月球上怎么来的碎小的玻璃呢?

美国阿波罗登月是50多年前的事情,美国和其他国家的月球基地也还停留在纸面上,很显然月球上的玻璃并不是人工产物。

人造玻璃是高温下生产的,同样的天然高温环境下也会产生玻璃,比如陨石撞击高温下岩石熔化再冷却后就会形成玻璃状物质。

1844年,英国科学家达尔文从澳大利亚获得了一块奇怪的玻璃质石块(后来被命名为达尔文玻璃),当时对它的起源主要有两种解释:一是地球起源说,认为它是火山喷发的产物,或者陨石撞击地球的产物;二是月球起源说,认为它是月球火山喷发或被陨石撞击后飞溅出来的。

地球表面有一层稠密的大气层,绝大多数陨石都没落到地面就燃烧殆尽,只有较大的陨石才能落到地面。而月球没有稠密大气层的存在,大小陨石都能撞击月球形成陨石坑。

由于没有大气层缓冲降低陨石的速度,陨石撞击月面的速度普遍超过12公里/秒,碰撞发生时会产生巨大的冲击波和热量,陨石表面和被撞击的月面在一瞬间迅速熔化甚至气化,同时大量物质在撞击时飞溅而出。

无论是留在月面还是飞溅而出的熔融状物质,在冷却后都能形成天然的玻璃,这就是嫦娥五号月壤中微小的玻璃状石块的来历,也解答了达尔文玻璃的起源。

由于月壤主要包含岩石、岩床的碎屑、撞击产生的玻璃质微粒等,颗粒质地极其微细,但却像刀尖一样锐利。它主要由氧、硅、铁等元素构成,不含有任何有机养分,而且非常干燥,所以无论种菜还是种土豆都不行。

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