悠遠的歲月痕跡：月球表面上的物質簡析

1969年7月16日,「阿波羅」11號開始嘗試首次載人登月。目標著陸點是靜海的某一區域,這裡看起來足夠平坦,從而也就比較安全。引力場不規則性對早期「阿波羅」任務太空飛行器進入環月軌道的軌跡造成了攝動。

通過無線電跟蹤這些軌跡並進行分析,可以更新重力異常編圖。美國國家航空航天局對在目標著陸點著陸是有信心的,但是軌跡攝動使著陸器著陸在了預期地點以西幾千米處。

月塵

在尼爾・阿姆斯特朗把飛船著陸到月球上的幾秒鐘前,由於發動機噴出的羽流吹到月球表面上,月塵呈放射狀揚起,月球表面變得模糊而難以看清。月球上是真空狀態,月塵不能翻騰著包圍飛船,在月球引力的作用下,飛船沿著淺彈道弧飛行了一段距離。

穿過這一薄層月塵,阿姆斯特朗僅僅看到了一些巖石。這些月塵是第一個讓他感到驚異的事物,緊接著,發動機關閉時,月塵消失的方式也讓他感到驚奇,「就好像它已經關閉了一周」。

在飛船梯子的底部,阿姆斯特朗向後跳,他的雙腳落在了飛船支撐腿的大圓形腳墊上。

飛船腳墊被壓進了表面幾釐米的深度,他說近距離觀察月面時,會發現表面物質看起來非常非常細,很像粉末。在將左腳放到月面上之後,阿姆斯特朗說出了他的名言:「這是個人的一小步,卻是人類的一大步。」

他的靴子在月球表面留下了不到2.5cm厚度的印痕,很大程度上是因為這個位置上的大部分月塵已經被發動機吹走了,但仍然留下了足夠的物質來形成印記。

巴茲・奧爾德林也跟阿姆斯特朗一起在月面上行走,他的一個任務是拍攝一張他的靴子在月球上留下的腳印的照片,他在著陸器的西側拍了照片,這裡月塵受到發動機的影響最小。月面是一些細粉塵,但是這些月塵不同於託馬斯・金想像的那樣會像液體一樣流動,它們很緊密地聚集在一起,位於表層的正下方,當阿姆斯特朗和奧爾德林舉起星條旗後費了很大勁才把旗子插到月面5cm以下的位置。

同樣,為了獲得巖芯樣品,奧爾德林將一個空心管敲進月面裡,其插人深度遠沒有達到預期的40cm 。

深色的月塵非常黏,就像微小的木炭一樣。在拖著繫繩在著陸器和月面之間來回運送物品之後,這兩位太空人的白色太空服已經變得很髒了。

一些科學家認為當登月艙被加壓的時候,月塵裡的富鐵物質在接觸到氧氣後可能會突然著火,並且擔心最後從太空人那裡獲知的將是導致這種現象的一系列詳細描述。

當抬起頭盔的時候,可以聞到裡面有一種氣味,阿姆斯特朗把它比作「壁爐裡的溼灰」的氣味,奧爾德林則說它像是「用完了的火藥」的味道。

月巖

羅德・尤裡支持「冷月」假說,他認為月球內部是由來自太陽星雲的「原始」物質均勻分布組成的,月海則是大範圍的「撞擊熔體」的飛濺物。在進行月面行走期間,太空人沒有報告說發現了傑拉德・柯伊伯的「熱月」假說中預測的「起泡的真空熔巖」,哈羅德・尤裡對此感到非常高興。

「熱月」假說認為月海是巖漿穿過斷裂的月幔上湧形成的。對尤裡來說,不幸的是,這些巖石被證明是玄武巖的一種,富含鎂和鐵。它的構造跟地球上的玄武巖非常相似,不是撞擊熔融物。

「地表實況」證實月球經歷了熱分化,質量輕的鋁礦物遷移到表面,質量重的礦物則下降到內部。事實上,這些緻密物質當中的一部分後來噴發到月面,這確切地表明月球內部在一段重要的時期裡保持了「熱」的狀態。

然而,與地球上的玄武巖相比,月球上的玄武巖富含鈦一一正如安東尼・圖爾克維奇基於「探測者」5號數據預測的一樣。此外,它缺乏揮發性鹼金屬,如鈉。這些都會使它在熔融狀態時黏性低,使它能夠流動很遠的距離,從而形成非常平坦的平原。最令人驚奇的是在礦物晶體中沒有發現化學意義上的水,月球上的物質是無水的。

同位素測年顯示這些玄武巖在38.4億年前到357億年前就已經結晶了。這些玄武巖在化學性質方面的不同表明,靜海在數億年間累積了一系列上升流,其間巖漿庫經歷了化學演化。

在仔細思考月球表面的性質時,阿姆斯特朗說:「我的印象是,我們正在為一個穩定過程拍「快照'。隨著時間的推移,月球表面的巖石受到不同程度的磨損,一些深層的巖石由於近處或遠處所發生的新事件而不斷被拋到月面。換句話說,無論你在一千年前還是一百年前曾經訪問過這個地方,或者是你在一百萬年以後回到這裡,也許你每次看見的東西都不同,但它們看起來又似乎都一樣。

這很有見地。月球上沒有空氣,幾乎沒有化學腐蝕。大的撞擊僅僅「挖掘」出了基巖,這些基巖受到一些較小的撞擊形成風化層。主要由非常細的粉塵構成,這些粉塵是在悠久的歲月中形成的。

在「靜海基地」,這些基巖大部分是玄武巖碎片。有少量隕石物質可以證明這一點。這就是尤裡在看到第一個「徘徊者」任務所拍攝的照片時所描述的「翻騰作用」。