經過100多個小時的奔月飛行,嫦娥五號終於要降落在月球表面,開啟「挖土」模式。
這一刻我們等了太久太久,相比1969年美國第一次完成登月,已經過了整整51年。
不過,至今仍有許多人認為美國阿波羅登月計劃是一場精心策劃的騙局。
登月的照片是在好萊塢的影棚裡擺拍的,而且在1972年最後一次登月之後,美國政府就取消了阿波羅計劃。
美國登月擺拍照片
更有網友製作了調侃美國登月的搞笑動圖,以此來諷刺美國。
網友惡搞美國登月(一太空人插美國旗時插到了另一個太空人的腳上)
隨著嫦娥5號的到來,困擾人類半個世紀的「美國騙局」即將被揭開。
那麼,我們應該怎樣驗證美國有沒有登月?又該做哪些前無古人的研究呢?
答案就在本次嫦娥5號挖取的月球巖石和土壤中。
為了驗證美國是否登月,需要先了解美國人對「月球樣品」已經做了哪些工作。
美國先後6次將12名太空人送上月球、布置了大量科學探測儀器、還帶回了幾百公斤的月球巖石和土壤。
美國科學家研究月球樣品;圖源@老粥科普
月球上的礦物組成,藍色代表高Ti玄武巖,粉色代表月球高地
大撞擊假說
當前關於月球的科學研究,最流行的當屬美國科學家William K. Hartmann 和 Donald R. Davis在1975年提出的大撞擊假說。
美國科學家根據電腦模擬想像出的大碰撞模型
他們認為月球誕生於一次巨大的撞擊,一顆火星大小的行星與早期的地球相撞,甩出來的物質在地球引力的作用下圍繞地球運行形成了現在的月球。
月球的誕生,甩出去的物質形成了現在的月球
43億年前,大撞擊發生於地球形成後不久,撞擊體被稱為忒伊亞(Theia,希臘神話中太陽神之母),形成於拉格朗日點附近(地球與太陽之間的引力平衡點),當其質量增大至火星大小時,運行軌道開始變得不穩定,最終與地球相撞。
大撞擊使絕大部分月幔和相當一部分地幔呈熔體和氣體被拋射進入太空,約有 2%的物質形成環繞地球的盤,其中一半左右凝結聚集成現在的月球,而撞擊體的大部分金屬核則沉入地核中。
月球的誕生過程(從右上往左下的順序看)
但該假說長時間停留於電腦模擬,並沒有來自月球樣品的直接證據。
後來隨著美國人對阿波羅計劃中採集的月球樣品進行研究發現:月球上的巖石氧同位素特徵與地球上的一致,由此大力證明了美國人提出的月球大碰撞假說。
那麼,為什麼氧同位素特徵一致就可以證明大碰撞假說呢?
太陽系的氧同位素組成
物理化學過程引起的氧同位素組成變化遵循同位素質量分餾定律,但來源不同的隕石具有各自獨有的氧同位素組成,它們並不落在同一質量分餾線上,反映了太陽系氧同位素組成的不均一性(由上圖可以看到地球和月球的氧同位素組成落在同一條直線上,而火星則偏離了地-月演化線)。
地球和月球的體積較小行星大得多,但二者的氧同位素落在完全相同的質量分餾線上。這一結果表明,大撞擊後的高熱狀態使地球的矽酸鹽巖漿洋與形成月球的物質經過渦流混合和平衡交換,使得地球和月球具有相同的氧同位素組成。
氣體質譜儀用來分析氧同位素
也就是說氧同位素就像人體內的基因,通過「親子鑑定」分析就可以判斷不同樣品間的相互關係。
即使如此仍有人質疑,如果美國人壓根就沒登上月球,採集的樣品本身就來自地球,這樣氧同位素組成不就跟地球一樣了?
這是個很好的問題,所以本次嫦娥五號挖取的大約2公斤月球巖石和土壤樣品對驗證美國登月騙局顯得至關重要。
月球地質圖
除了分析月球的氧同位素組成,我們還可以做哪些研究呢?
本次嫦娥5號著陸區不同於阿波羅計劃,著陸地點位於月海上的最年輕火山蒙斯·魯姆克。
嫦娥5號登陸地點在月球的西北角;圖源@老粥科普
相較於阿波羅計劃採集的月球樣品(形成於35億年之前),這次嫦娥5號將會採集到更年輕的月球樣品(25-35億年之前),可以揭示月球大面積玄武巖月海形成的真正原因,彌補月球地質歷史的空白。
拿到這些珍貴的月球樣品,相信我國科學家一定會在國際上做出重大的發現,進一步深化人類對地球-月球起源的認識,讓中國的月球事業揚眉吐氣!
嫦娥加油!中國加油!
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