月球纯钛,月球陨坑与内部的金属含量有多大区别

根据美国宇航局(NASA)绕月轨道侦察器的最新数据月球纯钛,可知月球陨坑的金属含量略高。

月球纯钛,月球陨坑与内部的金属含量有多大区别

这项正在进行中的研究,对目光瞄向了月球上不同地区的陨坑,以分析它们与月球的整体趋势是否保持一致。

通过进一步的研究,或有助于揭示地月之间的关系、以及支撑其形成理论的新线索。

(图自:NASA / GSFC /Arizona State University)

当你看到尘土飞扬的灰白色月球表面时,或许很难确切知晓自己到底在看什么。相比之下,地球上的土壤、沙子和岩石可谓是绚烂多彩。

不过 NASA 绕月轨道侦察器(LRO)的最新数据表明,月球上的金属含量,远高于以往的想象。LRO 配备的雷达不仅可以显示月球表面的一些有趣的地理特征,还可揭示月球底下的一些秘密。

这项发表在《地球与行星科学快报》(Earth and Planetary Science Letters)上的新研究表明 —— 月球的铁和钛含量,都较科学家们意识到的还要高。

新研究将扫描的重点放在了月球表面的大型陨坑上,有望揭示月球深处的真实物质构成,并为研究人员提供可揭示其起源的线索。

NASA 解释称:“大量证据表明,月球是火星大小的原行星与年轻地球之间碰撞的产物,是由剩余碎片云的重力塌陷而形成,因此月球的大宗化学成分与地球非常相似”。

但仔细检查月球的化学成分,疑惑就开始笼罩上研究人员的心头。比如月球表面明亮的平原上(月球高地),这部分区域的岩石、其包含的金属矿物质的含量,就比地球上的要更少。

然而通过 LRO 上的 Mini-RF 仪器深入陨坑内部,金属成分的读数就开始明显升高。3 ~ 12 英里(约 4.8 ~ 19.3 公里)的陨坑属性比较一致,但较小陨坑的金属性质可能更高一些。

不过一旦深入月球内部,其金属性就显得相对均匀,可能较以往认为的更像地球。可支持‘月球或是年轻地球与更大的物体(比如另一颗行星)发生碰撞后的产物’的理论。

在这种情况下,可预期月球内部会有很多类似地球的物质特性。后续研究团队计划继续扫描不同地区的陨坑,以了解它们的相似之处,并提供其它证据来支持或消除一种或多种月球形成理论。

月球表面上的这些资源,够人类用几万年,谁能先开采到?

月球纯钛,月球陨坑与内部的金属含量有多大区别

最近,国外科学家的一项研究指出:2050年的时候,人类对于能源的需求量,将比现在提高1/4。

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这个数字本身已经让人惊讶了,但是做出这项研究的科学家指出:这还只是乐观的情况。如果温室气体的排放得到了有效的控制,还有望控制到这里。如果全球变暖得不到改善,能源的需求量或将比现在提升60%!

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这就非常恐怖了,地球上的资源本就日渐枯竭。如果人类不找到替代品,能源的殆尽将是限制人类发展的最大绊脚石。

于是,人们开始把目光对准了地球以外,比如月球。

在月球上,科学家已经检测出了非常重要的资源,那就是氦-3。

我们知道,氦是元素周期表里的第二号元素,通常拥有两个质子和两个中子。不过,在自然界,氦还有一种同位素,那就是拥有两个质子和三个中子的氦-3,也就是说,它比普通的氦多了一个中子。

氦-3多出来的这个中子,有着非常重要的意义。这个中子让它可以变身成为核聚变的燃料,在核聚变反应堆里提供大量的能量。也就是说,我们可以利用氦-3作为燃料的核电站,提供大量的能源。

目前,核电站虽然不是什么新鲜事了,但目前来说主要还是核裂变电站,其原理就是原子弹的原理,而核聚变的原理是氢弹或者太阳的反应本质,由此可见,二者之间的差距有多大。另外,从安全性方面来讲,聚变核电站和裂变核电站也有着非常明显的差别,前者比后者要安全得多。甚至有人说,即使是在闹市区建立核聚变电站,都不会有太大危险。这也是可以理解的,因为氦-3和氘的核聚变,只会产生质子。质子和中子不同,没有辐射的能力。

科学家指出:1座10亿瓦火力的火力发电站,每天就需要100节火车送来10000吨煤。仅仅这个过程,就消耗了大量的能量。而如果是用氘-氚燃料的核电站,每天只需要1公斤燃料就可以达到同样的效果。同样的,氦-3的发电能力,同样也是非常惊人的。仅仅是100吨氦-3的聚变,就足够人类一年的能源需求。

然而,氦-3资源好处虽然多,却有一个缺点:少。全地球易开采的氦-3资源,甚至都不到1吨。

当科学家探索月球的时候,惊讶地发现:这里的氦-3资源简直多得“令人发指”,足足有100万吨!也就是说,其储量达到了地球的几百万倍。

那么,人类是否可以开采这些氦-3资源呢?

理论上来说,还是可以的。科学家已经研究了相关的流程,需要将月球的土壤加温到大约700摄氏度,然后进行开采。而月球上的引力又低,对于人类开采氦-3资源来说也是个好消息。

当然,这不代表人类就能马上利用这些资源了。首先人类需要相关的设备投放到月球上,然后还需要往返运输,这些对于目前的我们来说还是心有余而力不足的。开采氦-3资源的事,至少要在人类重新登陆月球之后,才有可能实现。

根据目前联合国的规定,太空是全人类的财富,并不会限制哪个国家可以开采、哪个国家不可以开采。因此,尽快开发出相关的技术,把氦-3资源带回地球,对于每一个国家来说,也是未来某个时刻科技竞争的风口浪尖之一。如果能够获得这样宝贵资源的开采能力,对于一个国家来说,无疑是走上世界巅峰的绝好机会!

月球风化层可被烧成砖块,提炼贵金属,或精炼成燃料和做成太阳能电池板。以下内容可供参考:

1. 硅

地球上硅的含量丰富,但是也不是不需要了。未来的月球住民可以在月球上开采并提炼硅,制作半导体,生产太阳能电池板,自给自足。月球上20%的尘土都是硅。

2. 稀土

稀土元素 - 在混合动力汽车电池和电话等技术中使用的17种高导电金属 - 在地球上很稀缺。月球富含钾和磷,可以化合容纳很好的稀土矿。

3. 钛

在月球表面的玄武岩中,强大而轻盈的钛形成了高达8%的月亮污垢。它主要存在于含有铁和氧的矿物——钛铁矿中,因此精制出来,可以造其他物品。

4. 铝

月球高地 - 那些白色区域 - 充满了铝,这是建筑物、飞机和医疗设备中使用的另一种轻质和坚固的材料。在这些苍白的地方,铝占风化层的10%至18%。

5. 水

如果月球两侧的所有阴影地区都有南部Cabeus陨石坑那么多的冰,那么定居者可以开采出约29亿公吨的水用于饮用和耕作。如果将它们分成氢气和氧气,也可能成为飞往火星的火箭的燃料。

6. 贵金属

我们不知道月球中有多少铂族元素,但是一批新的着陆器可能会找到它们。这些金属是优良的导体,也是非反应性的,这使它们成为电子植入物等设备的理想选择。

2022-06-11

2022-06-11