科學家在阿波羅號宇宙飛船從月球上收集的火山玻璃中發(fā)現(xiàn)碳痕跡。該發(fā)現(xiàn)可能解釋促使月球表面火噴泉噴發(fā)的原因。照片顯示，少量巖漿困在一些細小的橄欖石晶體中，將揮發(fā)性氣體的證據(jù)保留下來。

據(jù)國外媒體26日報道，月球曾有壯觀的“火噴泉”，就和今天你在夏威夷看到的那樣。科學家在月球火山玻璃的微小玻璃粉中發(fā)現(xiàn)這些巖漿噴泉的殘留物。這些火山玻璃是阿波羅號宇宙飛船在月球上收集的。如今，美國科學家認為，他們識別了引發(fā)月球表面巖漿噴發(fā)的揮發(fā)性氣體，最終弄清楚它們形成的原因。

火噴泉是一種頻繁出現(xiàn)在夏威夷的巖漿噴發(fā)，會伴有大量揮發(fā)物。巖漿從地下深處上升時，揮發(fā)性化合物變成氣體。一旦這些氣體來到地面，就會膨脹，使巖漿噴發(fā)到空中。這有點像先晃動百事可樂瓶子然后打開蓋子時發(fā)生的情況。

地球、環(huán)境與行星科學副教授阿爾貝托-薩爾表示：“許多年來，科學家一直對月球表面的這類噴發(fā)產(chǎn)生怎樣的氣體感到困惑。如果這種氣體不見了，就很難弄明白它是什么。”

這項刊登在《地球自然科學》雜志上的研究顯示，和月球表面火噴泉有關(guān)的巖漿含有數(shù)量非常多的碳。巖漿從月球地下深處升起時，碳和氧發(fā)生反應(yīng)，生成大量一氧化碳氣體，而這一氧化碳氣體正是火噴泉將火山玻璃噴射到月球表面各個部分的原因。

許多年來，科學家認為月球缺乏氫和碳等揮發(fā)物。直到過去10年內(nèi)，科學家才在月球樣本中發(fā)現(xiàn)揮發(fā)物。2008年，薩爾和同事在月球玻璃粉中探測到水。隨后，他們又發(fā)現(xiàn)硫磺、氯和氟等。

盡管月球和曾經(jīng)認為的那樣并沒有完全耗盡揮發(fā)物，但科學家一直沒有發(fā)現(xiàn)和火噴泉噴發(fā)相匹配的揮發(fā)物。例如，如果水是個驅(qū)動因素，那月球樣本中就該有礦物學特征，可結(jié)果沒有發(fā)現(xiàn)這類特征。

在這項最新研究中，薩爾和他的同事仔細研究了阿波羅15號和17號宇宙飛船帶回地球的玻璃粉末。他們尤其分析了含有熔融包裹體的樣本。這些包裹體是一些微小的巖漿塊，它們困在橄欖石晶體中。這些晶體誘捕了從巖漿中釋放出來的氣體。

卡內(nèi)基科學研究所的艾瑞克-豪瑞研發(fā)出一項先進的離子探針技術(shù)，它使碳的檢測極限減少了兩個數(shù)量級。豪瑞表示：“該突破依賴于卡內(nèi)基研究所的納米二次離子質(zhì)譜(NanoSIMS)離子探針的超強能力。它可以測量水平超低的碳，而且適用于一根人發(fā)直徑的物體。不管從科學還是從技術(shù)角度來說，這都是一個顯著成就。”

研究人員認為，碳會在其他揮發(fā)物前脫氣，因為它和氧發(fā)生化學反應(yīng)，形成一氧化碳氣體。薩爾說：“大多數(shù)碳會在月球表面深處脫氣。氫等其他揮發(fā)成分后來脫氣。這時，巖漿更接近于地表。這就意味著碳是火噴泉早期階段的驅(qū)動因素。”這些研究人員說，該發(fā)現(xiàn)還為月球內(nèi)部有一些揮發(fā)物儲量以及它們和地球揮發(fā)物儲量有共同起源的觀點提供更多證據(jù)。

科學家在月球熔融包裹體中探測到的碳含量非常類似于他們在地球大洋中脊噴發(fā)的玄武巖中發(fā)現(xiàn)的碳含量。這對了解月球起源具有重要意義。

科學家認為，月球形成于一個火星大小的天體撞擊地球時，而這個時期處在地球非常早的歷史時期。巨大撞擊產(chǎn)生的碎片合并，繼而形成月球。

薩爾說：“揮發(fā)物證據(jù)顯示，地球上的一部分揮發(fā)物從那次撞擊中保存下來，然后包裹在月球的堆積層中。還有一種解釋是，揮發(fā)物在同一時間被轉(zhuǎn)移到地球和月球。它們有一個共同的來源，或許是原始隕石的巨大撞擊。”