月球南北極的藍色光譜代表氧化鐵。 圖片來源 美國國家航空航天局
作者 張 俊
月亮生鏽了。
科學家們得出上述結論時，他們的第一反應跟你我別無二致——這怎麼可能？地球這個唯一的衛星上沒有氧氣，而氧氣是產生鏽的兩個基本條件之一，另一個是水。
但證據就擺在那裡。人們能做的，只有為這樁怪事尋找合理解釋。
月球環境比想像中更複雜
鏽是氧化鐵的俗稱，鐵暴露在水和氧中形成的這種物質無處不在，從有年頭兒的鐵器到峽谷中的紅色巖石，再到遙遠星球的表面。拿地球的近鄰火星來說，它的紅色外衣正是來自很久以前星球表面的鐵與氧和水發生化學反應時形成的鏽跡。
但是，並非所有星球都會生鏽，地球那乾燥、沒有大氣層的衛星一直被視為反例。月球上不僅沒有氧氣，還充滿了太陽風帶來的氫。當氧從鐵中奪走電子時，物體就會生鏽；氫的角色正好相反，它能讓電子增加。這就意味著，鏽在富含氫的月球上更難形成。
李帥（音譯）是美國夏威夷大學地球物理和行星研究所助理研究員，他在研究報告中寫道：「月球竟然是一個容易導致生鏽的環境，這個發現很讓人費解。」
據美國有線電視新聞網（CNN）報導，最初引起科研人員興趣的，是印度十幾年前發射的「月船一號」探測器回傳的數據。這艘飛船搭載的礦物學製圖儀能對天體表面反射的光譜進行探測，分析其物質構成。科學家們把目光投向月球的南北極時，意外發現那裡有富含鐵的巖石，光譜特徵與赤鐵礦匹配。赤鐵礦是一種氧化鐵，被視為天然狀態下的鐵鏽。
「起初我也不信。以月球的自然條件看，鏽跡根本不該存在。」研究報告合著者、美國國家航空航天局（NASA）噴氣推進實驗室的阿比蓋爾·弗裡曼寫道，「自從在月球上發現了水，人們就猜測，如果水與巖石發生反應，月球上的礦物質可能比我們想像的更多。」
都是地球惹的禍？
38萬公裡之外的不毛之地，到底發生了什麼？
美國「生活科學」網站從基礎原理入手分析說，鐵要生鏽就需要氧化劑，即一種能從金屬中去除電子的分子。在搜尋氧化劑的過程中，科學家們注意到了一條線索：鏽狀物質集中在月球面朝地球的一面，暗示它與我們居住的地球存在聯繫。
研究報告進一步指出，月球本身沒有大氣層提供足夠的氧氣，但這不妨礙它從地球獲得微量氧分子。地球上的氧是沿著地球磁場的一條細長延伸帶「潛入」月球的。
具體來說，地球被包圍在泡狀磁場中，太陽風將這個泡泡拉伸，形成一條長長的「磁尾」。月球在滿月前3天進入這條磁尾，過6天左右才能穿過磁尾，從另一側脫離。
在這6天內，隨著地球的磁尾掃過月球表面，各種不可思議的現象有了物質基礎。更有意思的是，每到圓月當空的時刻，磁尾會阻擋99%的太陽風吹向月球，在月球表面拉起一道臨時性屏障，留出時間窗口讓鏽形成。
當然，鏽的形成還需要另一種物質：水。
除了隕石坑中的冰，月球上幾乎沒有水。研究團隊解釋說，撞擊月球的塵埃顆粒會吸收水分子並將其轉移至月球表層，使水與鐵混合。科學家們認為，這些塵埃顆粒本身可能攜帶水分子，而且它們的撞擊可能製造熱量，從而加快氧化速度。
「這一發現將重塑我們對月球極地地區的認識。」李帥在夏威夷大學的另一份報告中提到，「地球可能在月球的演化過程中扮演了重要角色。」
這套學說也可以解釋，為什麼其他沒有空氣的天體上也會出現鏽跡。弗裡曼表示：「可能是受少量的水和塵埃顆粒影響，這些星球上的鐵很快就會被腐蝕。」
不過，專家們的判斷仍然有很多地方以假設為基礎，有些問題並未得到解答。例如，大部分鏽跡是在月球離地球較近的一側被發現的，但在較遠的一側也存在一些面積略小的痕跡，而地球上的氧是不可能借磁場到達那裡的。月球上的水究竟是如何與巖石相互作用的，現在也是個謎。等前方傳回的數據再多一些，我們才有可能知曉月亮生鏽的確切機理。
為收集更多有助於破解這些謎團的數據，NASA正在研發新型礦物學製圖儀，專門用來收集關於月球物質構成的數據。該機構在新聞通稿中提到，新型製圖儀的特長是繪製出隕石坑內冰凍水的狀態，而且可能揭示關於月球赤鐵礦的更多細節。
來源：中國青年報客戶端
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