月球上的PM2.5

2016-05-14 15:24
大众科学 2016年8期
关键词:月壤细小陨石

PM2.5这个名词已经深入到了我们的日常生活,它是指空气中直径小于或等于2.5 微米的细颗粒物。由于它在大气中停留时间长、输送距离远,还可以深入到人体细支气管和肺泡,直接影响肺的通气功能,使机体容易处在缺氧状态。没错!PM2.5已经对我们的健康构成威胁,严重影响我们生存的环境。

如果我们逃离地球,跑到月球上,是不是就不会有PM2.5了呢?

我们知道,月球上没有水,没有生命,没有全球性磁场,也没有像地球一样浓密的大气,但它却不缺乏尘埃。

早在30多亿年前,月球就失去了活力,没有了火山喷发,也没有了地震活动,变成了一个毫无生机的冰冷世界。在随后的30多亿年中,它忍受着大大小小陨石的狂轰乱炸,变得满目疮痍。在这段漫长的时间里,原本坚硬的月球表面岩石被砸成碎块和粉末,厚厚地覆盖在整个月球的表面,通常,我们就将这层厚厚的碎块和粉末称为月球土壤,简称月壤。

当阿姆斯特朗在月球上迈出人类的第一步时,月壤清晰记录下了他的脚印。月壤在月球表面无处不在,它的厚度从几米到十几米不等,月壤的颗粒大小平均在0.1毫米左右。在月壤的表面通常还覆盖了一层颗粒更细小的月尘,这些颗粒绝大部分小于2.5个微米,平均只有300~400纳米,它们就是月球PM2.5的来源。

当然,PM2.5是由大气运动所致,可月球没有大气,月球表面的细小月尘颗粒是如何扬起到空中成为PM2.5呢?

月球表面细小尘埃的运动确实不是依赖大气运动,除了人类登陆月球时的扰动之外,月球表面尘埃颗粒的运动主要是由于微陨石轰击和静电作用造成。据分析,整个月球表面小于1皮克的微陨石轰击频率超过每秒钟1亿次。

此外,由于月球表面很强的太阳紫外辐射和高能粒子辐射,白天通常会使尘埃颗粒带上正电,而晚上或阳光照射不到的地方通常由于自由电子的积累而带负电。这些带电颗粒会在电场的驱动下发生迁移运动。因此,虽然月球没有大气运动,但同样会发生PM2.5的环境污染。

虽然,月球的PM2.5并不会影响到我们地球人的生活,但它对航天员和航天器存在严重威胁。阿波罗17号宇航员施密特在月球上闻到了像火药一样的味道,这与弥漫在登月舱中看不见的月尘颗粒有密切关系。另一方面,月球尘埃颗粒粘附性极强,这些无孔不入的尘埃颗粒一旦粘上就很难清除掉,无论是“阿波罗”飞船,还是我国的月兔月球车——月球尘埃的危害一直以来都是人类登陆月球面临的一个重要问题。

PM2.5,不仅是地球的它,也是月球的问题,让我们直面它,认清它,克服它,利用它。(编辑/夏冬)

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