据说受太阳风和地球磁场的影响，地球大气中的粒子持续被带到月球表面/ shubhonkar param anick/university of rochester via CNN new source
( CNN )新的研究表明，来自地球大气的粒子被太阳风带到宇宙空间，几十亿年来一直在月球表面着陆。 据说这些粒子与月球表面的土壤混合在一起。
接受了这项研究，新的光照射到了一个谜题上。 这个谜团是阿波罗计划带回月球表面样品后持续了半个多世纪，样品中含有水、二氧化碳、氦、氮等物质的痕迹。
早期研究的理论认为，这些物质的一部分起源于太阳。 但是2005年，东京大学的研究者们暗示它们也有可能来自于年轻的地球大气。 他说，如果是约37亿年前形成磁场以前的地球，就有可能发生这样的现象。 作者们推测，磁场形成后，将粒子封闭起来，难以或无法释放到宇宙中，因此这一流动可能被切断。
这次的新研究推翻了这一设想，暗示着地球的磁场没有阻碍来自大气的粒子向月球移动，反而有可能促进了粒子的移动。 据悉，这一移动目前仍在继续。
“这意味着地球一直向月球表面土壤提供氧气和氮气等挥发性气体。” 此次新研究的合作者、美国纽约州罗切斯特大学的物理学天文学教授埃里克·布莱克曼说。
1972年，在月球表面采集样品的阿波罗17号登月舱飞行员哈里森·施密特/NASA
“长期以来，人们认为月亮是由小行星与原始地球的碰撞而最初形成的。 在这个过程中，大规模地发生了这种挥发性物质初期阶段的混合。 物质从地球移动到月球并混合在一起。”他在电子邮件中补充说。 “我们的研究结果表明挥发性物质的共享仍然在继续。 即使经过了几十亿年也依然如此”
月球表面氧和氢等有用元素的存在可能会引起对月球探测的关注。
“除了月球探测外，最终有一天月球表面的蚁群有可能实现。 那时需要自给自足型资源的可能性很大。 布莱克曼指出:“必须创造不用从地球搬运的环境吧。”
“例如，正在研究从对月球表面的乐高积木(表土)进行处理得到的水中提取氢和氧，制造燃料的方法。 另外，也有利用由太阳风带到月球的氮的基于氨的燃料的研究。 太阳风携带的这些物质渗透到土壤中，成为当地资源的一部分。 并通过各种创新技术加以利用”
1971年，由检疫设施分析的阿波罗14号月球表面样品/NASA
宝贵的化学记录
在新的研究中，研究者们利用计算机模拟验证了两种方案。 一种是存在强大的太阳风(从太阳放出的高速粒子流)，地球周围没有磁场的状态。 另一种是太阳风较弱，地球周围存在强大磁场的状态。 这些方案大体上对应于远古和现代地球的状态。 验证结果表明，现代地球方案在将地球大气的一部分转移到月球上方面是最有效的。
之后，研究人员将该结果与迄今为止的研究中直接从月球表面土壤分析中得到的数据进行了比较。
据说比较对象是由阿波罗14号和17号任务带回地球的月球表面样本。 罗彻斯特大学物理学与天文系的研究生施邦克·帕拉马尼克明确了这一点。 他是去年12月刊登在学术杂志《自然通讯地球与环境》上的本研究论文的笔头作者。
“太阳风流入地球的大气后，同时地球的大气也会漏出。 因此，我们尝试了确定这种混合物的混合比率，或者区分哪个粒子起源于太阳，哪个粒子起源于地球。”(帕拉默尼克)
地球的磁场是由在外核流动的液态铁和镍的运动产生的电流生成的。 这个磁场延伸到宇宙空间很远，形成了转移大部分太阳风的屏蔽。 如果没有防护罩的话，太阳风将会侵蚀地球大气。
磁场与太阳风相互作用时，形成磁圈。 这是一种类似于彗星的结构，前方被压缩，有着长长的尾巴。 太阳风的粒子沿磁圈极附近的磁力线被引导时，会产生极光(北极光南极光)。
布莱克曼说，磁圈的形状在解释太阳风剥掉地球大气的一部分粒子并将其引向太空的理由的同时，也使得与非磁化状态(远古的地球模型)相比，更多的地球大气能够被带到月球。
“磁场不能发挥纯粹保护功能的理由有两个。 首先，磁场施加的压力会使地球大气稍微膨胀，因此太阳风侵入大气会变得容易一些。 其次，月亮在轨道上满月的位置时，会通过被称为“磁环尾部”的区域。 在这个区域形成磁场开放的通道，吹飞的大气物质可以通过更直接的路径到达月球。”(布莱克曼)
月亮每月几天通过磁圈尾部。 从地球运来的粒子到达月球表面后会埋没在土壤中。 因为月球上不存在阻挡粒子的大气。
研究主张理解这个月和地球的相互作用的历史很重要。 为什么这么说，是因为它为我们提供了有关地球太古时期大气的宝贵化学记录或信息，而这些大气可能被封锁在月球土壤中。 布莱克曼说，这样的大气组成与地球历史不同阶段的生命演化有关。
新的观点
大阪大学研究生院理学研究科、宇宙地球科学专业的寺田健太郎教授说，他对自己的观测结果得到理论上的印证感到高兴。 寺田先生主导的17年的研究中，明确了太阳风和地球的磁场将氧气输送到月球的结构。 该氏没有参与这次的新研究。
据寺田在电子邮件中所说，以前就认识到地球和月亮自形成以来在物理上共同进化。 这次关于月球陨石的发现以及由太阳风从地球运来的粒子流的观测给这带来了新的视点。 他解释说，也就是说，两个天体在化学上也相互影响，在那里发生了一种物质的交换。 关于该论文，暗示了在综合论述地球历史这一点上非常刺激的看法。
由阿波罗15号采集的32亿年前的乐高积木/Michael Wyke/AP
据英国开放大学高级研究员西缅伯(未参与本研究)介绍，此次研究是适时的。 20年中国的无人月球探测器“嫦娥5号”重新采集了年代新的月球土壤样品。 24年，“嫦娥六号”又在月球背面采集了第一批样品。 因为通过这样的成果，可以得到更深入地验证这次研究结果的机会。
除此之外，巴伯还指出，这项研究也有助于解释今后发射的月球探测器的探测结果。 这些探测器具备直接测量月球表面乐高积木中挥发性元素的能力。