想過嗎?月球早被人類登上過,可上面從沒見過一絲風、一滴流動的水。空氣和液態水,為啥偏偏在月面缺席?是由于一串條件把這兩樣東西全趕走了。
月亮太輕,其實是最核心的問題。地球質量的八十一分之一,才是它的質量,重力自然也弱,約為地球的六分之一。這帶來個關鍵影響:氣體分子想跑出去,壓根不用費多大勁。科學上稱其為逃逸速度。2.37千米/秒,才是它的逃逸速度,連地球的五分之一都不及。咱們在地球上,扔個東西再快也會掉下來,可月面上的氣體分子不一樣,常溫下它們本來就在不停亂跑,哪怕多數分子速度慢,約1%的急性子,總有辦法沖破這個門檻,慢慢飄向太空。即便一開始沒逃成,分子撞來撞去互相傳能,終究會有幸運兒攢夠力氣溜走,久而久之,大氣層就全散沒了。
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更糟的是,保護傘,磁場,它壓根沒有。太陽風里的高能粒子,能被地球的磁場攔住,大氣層也因此被穩穩護住。可月核早涼透了,磁場幾乎消失,只剩一點點局部的微弱磁場,太陽風根本扛不住。那些本來還在猶豫要不要逃的大氣分子,被太陽風一吹,直接加速沖向太空,連一點緩沖的機會都沒有。其實月亮剛形成那會,大氣不是完全沒有的,早期劇烈碰撞產生的熱量,讓表面熔融出大量氣體,一層原始大氣就此形成,可架不住重力留不住、磁場護不了,最后還是空了。
比大氣更難的,是水的處境,壓根留不住。首先水分子本身不算重,分子量18,月面溫度中,水分子的熱運動速度很容易接近甚至超過逃逸速度。就算水蒸氣曾經存在過,剛冒出來就會被甩到太空,聚成云、變成雨的機會,根本沒有。再加之月面的溫度還特別極端,白天太陽直射時,溫度能飆到130到150℃,別說水了,金屬都能曬得發燙,到了晚上,沒有大氣層保溫,熱量一下就散了,溫度能降到零下160℃以下,比南極最冷的時候還夸張。其表面近乎真空,咱們地球上液態水的液態狀態,靠大氣壓維持著,可月面這里,液態水根本待不住,要么直接化成氣體飄走,要么一下子凍成冰,連液態的機會都沒有。
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月核早沒勁兒了,板塊運動沒有,火山活動也沒有。地球的水能循環,蒸發、降雨、匯入河流,地下的水,還能靠火山噴發補充。可月面做不到,內部能量已耗光,通過地質活動造水或循環水,根本沒法實現。就算早期大碰撞時產生過一些高溫蒸汽,要么被太陽風刮走,要么凍在兩極的永久陰影里,變成極少量的水冰,想形成能流動的液態水,根本不可能。
現在看月面,它的環境為啥這么極端,就能明白了:大氣層缺失,風與云便沒了蹤影,連聲音都無法在月面傳播,宇宙射線和微隕石能直接撞擊,上面的腳印,能留存幾十億年,液態水缺失,水圈便不復存在,更別說生命需要的化學循環了。
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其實總結下來,水和大氣在月面的缺失,根源是重力弱,但并非唯一原因,擋不住太陽風的磁場缺失、極端的溫度壓力、還有早期演化時的高溫與能量衰竭,這些因素湊在一起,才造就了現在的局面。往后要在月面建基地,它的自然條件,可指望不上,必須靠人工搞封閉式生態系統,把水和空氣圈起來,才能讓人類長期待下去。
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