月球表面的尘土具有哪些特性,为什么它在失去氧气后变成了金属?

2025-03-27 08:36:16
推荐回答(5个)
回答1:

当夜幕降临之后,我们可以在夜空中观察到许多星体,看似渺小的它们往往比我们的地球还要大好几倍。然而,在宇宙的众多天体中,人类对月球倾注了更多的特殊情感,它不仅是夜晚天空中最耀眼的一颗星体,更是人类曾踏足过的第一个地外天体。当我们在描述月球形象的时候,几乎布满整个星球表面的撞击坑,便会成为其标志性特征,却很少会提及能给航天器带来巨大危害的月尘。那么,这些覆盖于月球表面的尘土到底具有怎样的特性,为什么当它的所有氧气被除去之后会成为一堆金属?

月球尘土具有复杂的形成过程

地球表面结构的塑造,主要是通过生物和地质过程来完成,但与地球有所不同,月球表面的碎屑则主要由物体撞击地壳时形成的粉碎物质,以及事件过程中的爆炸碎片组成。矿氧化物中锁定了矿物质和氧气,并再次被撞击热所产生的玻璃状颗粒物体锁定。简而言之,月球上的土壤主要由尘埃和岩石碎屑组成,厚度通常处于5到10米之间。在月球的地质历史时期,覆盖在星球表面的它们,经历了复杂的形成过程,比如,宇宙射线、陨石撞击、太阳风辐照,以及极端温度变化所导致的岩石破碎等。

科学家们将月球表面覆盖的粉末状尘土称为月尘,它们在月球的“月坑”和“月海”区域中分布较厚,却在其陆地区域中呈现出量少、且不均匀的趋势。这些月球尘土的粒径往往小于一毫米,含有玻璃、橄榄石、斜长石等多种物质成分,有时候甚至还会有尖晶石和方英石这样的成分包含在其中。与此同时,像粉末一样细腻的月球尘土只要附着在辐射器、或是宇航员的身上便很难清除,甚至还会导致航天器的故障,比如,光学系统的灵敏度下降和机械结构被卡死。

月球上的尘土具有哪些特性

事实上,月球表面的这些尘土具有很低的热导率,由于它可以在一段相对较长的时间里保持带电的状态,因而,月球土壤中的这些微小颗粒,会在光电效应和太阳风辐照的作用下漂浮、并进行较长时间移动。这便是为什么,当我们的着陆器、宇航员,又或是月球车在该星球表面走动的时候,会出现一定程度上的尘土飞扬现象。而在月球的重灰岩中,氧气可占据其质量的40%到45%左右,因而成为了其主要的元素构成部分。

在过去的很长一段时间里,科学家们一直致力于原位资源利用,寻找一种可将其他元素和氧气进行分离的方法,以将两者的价值利用达到最大化,而实现该过程涉及到能量消耗,则成为了研究人员们面临的主要障碍。大量的氧气蕴藏在月球上的积土之中,以玻璃或矿物质形式结合于氧化物中的它,无法得到实时利用,但其本身却是一种尤为稀有的资源。终于,科学家们在一项新的研究中,实现了从月球尘土中提取氧气的方式,并且,不需要耗费太多能量便可让其分离出金属副产物。

月球尘土到金属物质的转变

首先,我们可以通过下面的这张图片,对月球高地、月球低地和地球上特定元素的浓度有一个基本的了解。科学家们在进行月球尘土中物质的提取时,主要是通过电解的方式,并以熔融盐作为整个过程中使用到的电解质,这也是和我们中学时期所了解到的电解有所不同的地方。研究人员通过熔融盐电解的这种方式,完成了直接从粉末到固体金属物质转变的第一个实例,并且,几乎所有的氧气都被该模拟物所提取。

而这种具有替代性的提取月球尘土所含氧气的方式,可以将原有的产率明显降低,而不需要将重结晶碎屑物质,置于高达1600摄氏度以上的极端熔化温度条件下。当放置于网篮中的模拟物质,被熔融氯化钙盐加热到了950摄氏度,并电流通过之后,它开始在阳极收集提取出来的氧气。不同于其他提取方式对温度必须达到1600摄氏度的要求,这样的电解方式有效地降低了提取氧气过程中所涉及的能量消耗。

并且,仅仅在50个小时的时间里,研究人员就完成了96%的氧气提取,倘若你对氧气的剩余成分要求不高,那么提取出75%的氧气则只需要15个小时。由于需要被分离的材料并不是液体形态,因而该过程可以实现能量的有效降低,并且,这个过程还不会产生任何会带来不良影响的附属物质。我们都知道,月球尘埃的某些组成部分中,氧气的含量非常丰富,对于月球上不同位置的矿物质如何进行利用,科学家们还有很多工作需要去做,而这样的实验结果,则给我们未来的空间探索带来了更多的可能。

回答2:

月尘里含有玻璃、橄榄石、斜长石等多种物质成分,有时候甚至还会有尖晶石和方英石这样的成分包含在其中。这些物质里都有氧的存在,分离了氧以后,就剩下了金属属性的物质了,所以就成了题目说的样子了。

回答3:

月球表面的东西肯定是有铁元素的,要不然也不会被分离出来金属,你说是不是?铁元素或者其他金属元素的存在,使得月球的表面坑坑洼洼的。

回答4:

月球表面的尘土是因为与外来的小行星的碰撞,才会有这样的尘土,因为月球的环境原因,失去氧气后自然就形成了金属。

回答5:

月球表面的尘土其实是月球与各种流星和小行星碰撞形成的许多粉尘,失去氧气之后就回归了它的本来面目,这就是人们所说的金属了。

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