月球粉塵神秘特性 來自奇特納米粒子

月球一直相對顯得很貧瘠。它沒有大氣層，沒有水，當然更沒有生命。不過，它有的是無處不在的塵土──而這也正好是你所見過的最酷的了。在本周，科學家又發現了月球塵土裡還含混著一種完全出人意料的成分，因此就使得這個本來很酷的現在變得更酷了。

據《時代》雜誌科學專欄報導，早在宇航員登上月球之前，人們就知道月球塵土具有某種獨特及不同尋常之處。由於沒有大氣層保護，月球表層猶如經歷了長達45億年隕石和微隕石雨的直接轟擊，因此在表面形成了一層遠比糖粉還纖細的塵埃。

當阿波羅宇航員走出登月艙置身其中時，發現這種塵埃具有一些不可思議的特性：如果被攪起，它能夠長時間地懸浮在空中，這遠非月球的弱重力可以解釋;它還能悄然無息地滲入到縱橫交錯的裂縫或縫隙中並吸附在其表面，象粘膠一樣牢固。而且它所到之處幾乎無所不粘。更重要的是，它裡面充滿了無數玲瓏精緻綠色和橙色玻璃珠── 一種歷經重撞下的超高溫熱熔與隨後自然冷卻而形成的產物。

當這些宇航員帶回樣品後，休斯敦的地質學家發現了更多不尋常的秘密。不像地球塵土多顯惰性，從月球帶回的土樣卻具有不同尋常的化學活性，而且其導熱性能很差。這樣一來，在月球表面朝向太陽的一面，表面溫度可能接近水的沸點，但只要從表面往下幾英尺溫度一下就遠低於冰點了。

地質學家40年來一直在試圖探明究竟是什麼因素賦予了月球塵土這些不可思議的奇特性能。不過最近澳大利亞昆士蘭（Queensland）科技大學地質學家馬立克彼克（Marek Zbik）可能終於發現了這個謎底：納米粒子。正是這些質量小得難以察覺的微粒，有些和分子大小差不多少，卻擁有諸如月塵非同尋常的種種特性。

彼克的這一新發現得歸功於一種叫作同步納米斷層儀的裝置－－而這種設備在過去阿波羅宇航員登月年代還可謂是天方夜譚。納米斷層成像是基於使用X射線轟擊納米粒子而產生這些粒子的3-D結構圖像，否則用其他方法很難窺測到或無法看清象納米粒子這樣極小的微粒。很顯然，在月球土樣及其納米斷層圖像面前，彼克知道他要做的第一件事就是進一步研究土樣中那些極其微小的玻璃氣泡。

這些玻璃氣泡，與較大的玻璃珠一樣，在隕石碰撞的炙熱中以同樣的方式形成。儘管起源於外來的隕石撞擊，他們形成方式及機制照理也應該和任何其他氣泡不會有什麼兩樣。也就是說，這些氣泡里應該填滿著某種氣體，然而事實並非如此。彼克解釋說，「這些月球氣泡里既無氣體也無蒸氣，而是完全被由許許多多形態奇異的玻璃狀微小粒子交織而成的一種高度多孔的網路填充著。」

儘管看起來很奇異，但彼克很快就意識到氣泡內這些玻璃狀微小粒子實際上就是人們早已熟知的納米粒子──這樣一來，很多令人費解的疑問也因此迎刃而解了。比如，納米粒子可以帶靜電，因而使月塵具備相同的屬性，這就完美地解釋了它為什麼能長時間地飄浮在空中；另外，納米粒子的熱導性低，這也解釋了在貼近月球表面很近的地層為什麼會與表面呈現如此強烈的溫差，冷得出奇；而且這些納米粒子具有化學活性，還有電粘性。也就是說，如果宇航員的壓力服或他的月球工具連接處被攜有這些納米粒子的月塵或塵土弄髒，幾乎不可能把它們從表面上刷洗乾淨。

遺憾的是，目前還沒有發現直接證據解釋為什麼這些納米粒子會跑到塵土裡去並與之發生作用。畢竟，從納米斷層圖像上所觀察到的那些納米粒子全部被封包在比它們大得多玻璃氣泡中，婉如包裹在巨大雪球里的微小塑像。彼克推想，要打破這些象雪球一樣的玻璃氣泡，還得依靠當初促使玻璃氣泡形成的同樣的外力，也就是說，要靠外來隕石的猛烈碰撞。

據彼克推測，納米粒子似乎是隕石撞擊月球表面時在熔岩的氣泡內部形成的，然後，在隨之而來更多隕石轟擊下這些固化了的玻璃氣泡被粉碎了，裡面的納米粒子於是被釋放出來了。如此反覆，不斷地被粉碎被釋放，又不斷地與周圍塵土混合，最終形成了一種在地球上根本找不到的塵土類型。

當然，所有這一切現在已遠遠超出土壤科學這一深奧學問本身了。其實納米粒子早已成為眾多新材料領域工程師們的新寵，如新計算機硬體、醫療設備、藥物輸送系統，甚至面料行業等。不管怎樣，我們只有更深入地認識納米粒子形成的起因及其各種特性，才能夠更好地操控運用這種新材料。更何況，如果我們希望今後有一天在月球上長期居留，月塵表面的粘粘性問題及如何最終把它們從表面清除掉也是將來必須要解決的。現在著手研究月塵可以為日後提供一些解決方案。

不過，這些問題最好還是等到以後再說吧。在眼下，我們只需要在這裡盡情地欣賞新發現的月塵納米粒子及月球本身的美妙就足夠了。在人類最後一次登月又歷經了整整四個世紀的今天，我們的這個小衛星依然讓我們深感驚奇，嘆為觀止。

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