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最近,我国玉兔二号月球车在月球背面发现了厘米级的半透明玻璃珠,这是国际上首次在月球上发现的手标本大小的、半透明的玻璃球。玻璃是地球上随处可见的一类材料,但为何月球上也会有玻璃呢?难道月球上曾经也有过文明,是那个时候遗留下来的物品吗?
玉兔2号在月球上发现的半透明玻璃球关于玻璃很多人都存在误解
首先我们要知道什么是玻璃?对于玻璃,其实很多人存在很多误解,认为玻璃仅是一种透明状、硬而脆的一类物体。实际上要知道什么是玻璃,我们得从原子结构的层面进行理解。
我们知道物质是由原子构成,如果原子在物质中的排列具有长程有序,那么这类物质就被称为晶体,而如果原子结构短程有序,长程无序状态,那么这种状态也被称为“玻璃态”。玻璃内部的原子就具有无序的排列状态,原子排列比较混乱,类似于液体,所以科学家们一直都认为玻璃只是过冷的液体。严格意义上来说,玻璃其实属于液体。
左边为晶体,右边非晶体之所以玻璃会呈现这种混乱的结构,主要原因就是玻璃的黏度随着温度的降低快速变大,但其在冷却的过程中结晶的速度又太慢。这意味着,玻璃中的原子因为黏度太大导致移动逐渐变得更加困难,使这些原子在温度下降后无法移动至晶格点上,留在了原来液体所处的位置,于是出现了这种玻璃状的无序结构。
月球上的玻璃珠是怎么来的?
看完玻璃的形成原理,你对玻璃是否有了不一样的理解呢?实际上玻璃并非只是“人造产物”,天然形成的玻璃也不在少数,宇宙中存在各种玻璃并不稀奇。因为只要成分合适、熔体温度下降合适的情况下,就有可能形成玻璃。曾经的阿波罗计划中,宇航员就已经在月球上发现了大量的玻璃珠,只是当时发现的玻璃珠并非此次发现的那样呈透明状。当时发现的这些玻璃球整体呈不透明的黑色,并且内部含有大量的碎屑和气孔。
阿波罗计划中采集到的月球玻璃珠一般来说,自然状态下形成玻璃主要有两种因素,一种是火山爆发,另一种是陨石撞击产生。因为这两种情况下都可以产生高温环境,在高温作用下,形成大量熔体,当多种成分混合并经历一定的冷却过程,就有可能形成玻璃结构。玻璃一般由硅酸盐、硼酸盐、以及碱金属氧化物构成,而这些元素,在月球上也都存在。
月壤的研究成果发表在Science期刊上我国嫦娥五号取回的月壤成分分析玉兔二号发现半透明玻璃珠的地点位于月球背面,最近来自中山大学的肖智勇博士领衔的研究团队,使用玉兔2号搭载的全景相机数据分析了这些透明玻璃球的颜色、形态和产出特征。结果发现,这些玻璃球并不是月球火山活性形成的,而是陨石撞击过程中形成的。
由于该地区的月壤中铁含量比较低,因此在高温熔体冷凝后更容易形成无色的玻璃结构。并且该研究人员分析,在熔体冷凝的过程中,熔体的冷凝降温速率小于5℃/min,正是这些综合条件下,才形成了这种较罕见的近乎透明状的厘米级玻璃球。
月球中的这类玻璃球的形成,能够记录月球中一些比较重要的历史信息,不仅对于我们了解月球有重要的指导作用,同时还能够反演内太阳系早期撞击历史的重要信息。
总的来说,玻璃是宇宙中非常常见的一类物质,月球中大量的玻璃球也非外星文明的产物,只是在月球的背面承受着更多的外星陨石撞击,在那里,有着更多需要人类探究的东西。