月球曾經有水嗎?

作者 | 發布日期 2018 年 08 月 26 日 12:00 | 分類 天文 follow us in feedly

通常我們提到最有機會讓人類移居的星球,浮現的第一個選項往往是另一個行星──火星。而離地球更近的衛星月球除了表面滿是岩塊,還沒有足夠的大氣層和磁場抵擋宇宙射線和紫外光,種種不利因素使它往往不在人們的討論範圍。



不過最近刊登在《天體生物學》(Astrobiology)期刊的一篇新研究卻提出不一樣的看法:數億年前,月球可不是現今看到的這副模樣,在表面或接近表面的地層或許有液態水存在,甚至,當時的條件是有資格繁衍生命的!

論文兩位作者分別是任教華盛頓州立大學及倫敦大學伯貝克學院的德克‧舒爾茲─馬庫赫(Dirk Schultz-Makuch)以及伊恩‧克勞福德(Ian Crawford),他們分析來自太空任務及月球岩石和土壤樣本分析,推測月球並不如同我們想的那般乾燥。「有件事實越來越浮上水面,那就是月球在某個時期有液態水存在。」舒爾茨─馬庫赫如此說道。

他們並不是盲目推測。月球漫長的歷史上,他們將有水存在的時間範圍縮短到兩個時期:第一時期發生在約 40 億年前,也就是月球剛形成的時候,「緊接著」5 億年後第二個時期出現,剛好是月球火山最活躍之時。有許多因素使他們相信這兩時期的環境能產生液態水。

首先是氣壓,先前已有研究指出月球在這兩時期的大氣壓力約為 10 毫巴,大約是目前地球大氣壓力的百分之一、火星的 1.5 倍,舒爾茲認為在那種程度的大氣壓力下,液態水在星球表面夠穩定。

接著是磁場,磁場可以保護水不被嚴酷的太陽風蒸發;前面提到的火山也是關鍵因素之一,月球可能會從內部噴湧而出熾熱的揮發性氣體,其中一種氣體就是水蒸氣。「我們知道在岩漿中有許多種氣體。」馬庫赫說:「二氧化碳、水、硫……自從我們大概理解岩漿中的氣體組成後,就有一個想法:有多少揮發性液體會噴出?」他們評估第一時期有一層最深至少 1 公里的水層(儘管他們也承認這是非常「樂觀」的推測),而第二時期也許更淺。

這些發現特別有趣,尤其是離我們更近的第二時期,因為那時期正巧發生在地球有生命出現的時候(約 37 億年前),如果小行星撞擊地球,微生物可能就會帶至月球。當然這些生物都是非常簡單的形式,比如厭氧菌或光合藍綠菌(占大部分),當然到了今日有生命的證據仍未發現,這些發現最多只能說明月球「二度」擁有適合發展生命的環境。

如果接下來要找到生命的證據,舒爾茲提出兩種想法,其一是科學家可在月球採集特定地點的樣品來找到過去有氧化或熱能活動的區域;或是在地球透過「月球模擬空間」來重現月球早期大氣層,看微生物能否存活。

稍嫌不幸的是,不管研究發展到哪個地步,人類移居到月球的希望渺茫,因為月球除了開頭提到的種種劣勢,自第二時期後大氣層開始侵蝕後就再沒有出現液態水的機會了。

舒爾茲也承認:「月亮唯一的優勢就是距離近,火星依然是人類移居的最佳選項。」儘管如此,他認為這項發現有助於我們更了解月球及早期生命的發展。不管實際上對我們(或未來的子孫)幫助大不大,確認月球曾有水存在不失為一項有趣且迷人的科學發現。

(首圖來源:Designed by Freepik

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