原來月球也曾擁有大氣層？
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原來月球也曾擁有大氣層？
這張假想圖顯示了在月球的雨海區域，火山正在噴出岩漿和氣體，產生了一個地球可見的稀薄大氣層。
Credit: NASA MSFC
我們已經習慣於把月球想像成一個與世隔絕的安靜的地方，它的寧靜只會偶爾被隕石撞擊或來自地球的飛行器打破。但在三四十億年前，月球上的情況可能與我們想像的完全不同。
月球形成後，也就是大約45億年前，因仍在冷卻過程中，所以地質活動還很活躍。地表大規模的火山爆發噴射出大量的岩漿，填充了巨大的盆地並形成了月海——那些我們今天裸眼可見的較暗部分。在地球和行星科學通訊雜誌中（Earth and Planetary Science Letters），一項最新研究談到月球上曾發生的大規模火山爆發噴射出的氣體足以覆蓋整個月球，並持續數百萬年，直至散失到星際空間中。
「那時月球的地貌看上去就像一片發著紅光的熔融岩石海洋，表面有一些正在冷卻因此較暗的，漂浮在岩漿表面的破碎岩石殼。大氣就像一片灰霾，由於高濃度的硫而顯現出棕黃色，並且從地球上就能看到。」NASA馬歇爾太空飛行中心的狄步拉·尼德漢姆(Debra Needham)，這篇新論文的作者如是說。
重力回溯及內部結構實驗室（GRAIL,The Gravity Recovery and Interior Laboratory）,是NASA的一個月球項目，在2011年發射兩顆縱向排列的衛星，用X射線掃描月球，通過詳細描繪月球表面重力場了解月球地下構造的情況，間接反映月球溫度變化史
Credit：NASA
月球勘測軌道器（LRO），2008發射，是美國重返月球計劃的開端。月球軌道探測器的任務包括在月面尋找安全的著陸點，尋找潛在的資源，研究月面的輻射環境並論證一些新的技術。LRO傳回包括全天月溫圖、月面大地坐標、高解析度彩色圖片以及月面紫外返照率在內的大量數據。然而，這項任務的重中之重是月球兩極一些常年不見陽光的地方，在兩極的陰暗處尋找水的蹤跡。
Credit:百度百科
月球礦物製圖儀（Moon Mineralogy Mapper），簡稱M3,是成像光譜儀，用於拍攝月球詳細的空間光譜圖，分析月球所含礦物成分。
Credit：百度百科
科學家通過重力回溯及內部結構實驗室（Gravity Recovery and Interior Laboratory, GRAIL），月球勘測軌道器（Lunar Reconnaissance Orbiter, LRO）, 和月球礦物製圖儀（Moon Mineralogy Mapper, M^3）等項目獲得的對月海尺寸和深度的最新測量數據來推測當年噴發的岩漿總量。並且綜合阿波羅號帶回的岩石樣本的實驗室分析結果，通過測量月岩中殘留的易揮發物質的量，科學家可以估測已逸散的氣體量。尼德漢姆發現在形成月海的火山爆發期間，應也有大量氣體產生。她估計在火山噴發的高峰期，也就是約35億年前，月球的大氣層厚度可能是今天火星大氣層的1.5倍，相當於地球標準大氣壓的1%。
這樣的情況大概持續了7千萬年，直到月球內部逐漸冷卻，火山運動減少並停止噴發氣體。月球的低引力環境不足以維持大氣，於是大氣散失到星際空間中。
尼德漢姆和她的同事大衛·克靈(David Kring)估計，月球短暫的大氣中有相當大的比例可能是水。火山可能噴發了美國太浩湖兩倍的水量（ 約300立方千米），儘管大多數水已經逸散在星際空間中，但可能有一部分水仍殘留在月球表面，特別是兩極的陰影區。
然而，這項發現並不能說明月球上的水比原先科學家預計得更多。科學家已經在月球接近兩極的陰影區發現了富氫沉澱物——很有可能是水。但是過去大多數科學家認為這些表面水是外來的彗星，隕石，或太陽風帶來的。現在新發現證明了這些月球兩極附近的表面水中至少一部分來自月球本身，通過火山噴發被從月球深處帶到表面。
這項發現告訴我們月球不是一直都如我們想像的那樣不活躍，也為將來的月球研究提供了更多實用性的啟示。
這些像玻璃珠一樣的月球岩石是70年代初阿波羅項目採集的。通過研究岩石中的易揮發物，科學家可以確定當年氣體噴發總量。
尼德漢姆說：「通過理解這些岩石的起源，我們可以得出這些易揮發物質的分布狀況，它們是分布在月球表面，純凈而緊密結合的岩層中，還是被困在月球地下的冰中。」
據NASA戈達德太空飛行中心的薩克山納·帕博(Saxena Prabal)說，人們逐漸意識到月球從前可能比想像中活躍得多。他說，另一項最近的研究表明月球可能曾經擁有磁場，並且磁場也曾經影響過月球的大氣。它可能影響了易揮發物是如何被運輸的，如何揮發，和如何沉澱。
帕博說，找尋月岩中的大氣物質可以幫助研究當年月球大氣的演化。畢竟，很多有關月球過去的秘密也許還藏在1972年阿波羅號帶回的月岩里。
作者：Javier Barbuzano
翻譯：陳艷玲
校譯：陸寅楓
配樂：陳艷玲
責任編輯：解仁江
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