地球大气层保护其表面免受这些微观撞击 。 然而 ， 在没有空气的月球上 ， 来自太阳的微小陨石、宇宙射线和超快离子不断撞击表面 。
这个过程称为空间风化 ， 使月球风化层的边缘变得粗糙 。
“这些颗粒在边缘融化并形成称为凝集物的东西 ， ”沃尔罗斯说 ， 它们是由玻璃融合在一起的矿物碎片 。 “他们也得到了一点纳米相铁 。 它们就像纳米级液滴 ， 本质上是玻璃中的金属铁 。 ”
博士和他的团队开发了仪器来观察凝集物和其他阿波罗样品的矿物学和风化 。
阿波罗 17 号宇航员哈里森·施密特（见此处）在巨石的阴影下收集了月球风化层样本 。 巨石部分保护了风化层免受微陨石撞击和太空风化的一些影响 。
阿波罗宇航员返回的样本带有太空风化的痕迹 ， 但一些风化层样本在数百万年的时间里都没有受到一种风化的影响 。
宇航局戈达德太空飞行中心的行星科学家芭芭拉科恩说：“阴影土壤......在地表收集 ， 但在巨石的悬垂之下 。 ” “在这种情况下 ， 我们认为它们受到了微陨石撞击等事物的影响 ， 但它们有时仍会在季节性和昼夜循环中暴露于太阳风等事物中 。 ”
科恩说 ， 与暴露于各种空间风化过程的土壤相比 ， “它们的总暴露历史可能不同” 。 比较在不同地方收集的土壤将有助于科恩和她的团队梳理出哪些过程会导致他们在阿波罗样本中看到的不同风化特征 。
“太空风化是一个全球性的过程 ， ”沃尔罗斯说 ， 但“月球的每个部分都会受到不同程度的影响 。 ”
旧的东西 ， 稍微不那么旧的东西事实证明 ， 月球岩石随着年龄的增长而变色 ， 对阿波罗样本的近距离研究有助于解释原因 。
华盛顿特区美国海军研究实验室的地质学家凯瑟琳·伯吉斯告诉我们：“太空风化是一组非常复杂的过程 ， 它们在纳米尺度上对这些颗粒的影响非常大 。” 博士使用透射电子显微镜研究风化如何以化学方式改变行星体的表面 。
她解释说 ， 空间风化过程“对行星体从航天器和望远镜的光谱观察方式产生巨大影响 ， 并改变它们的光学特性 。 ” “这通常被称为变红或变暗 。 ”
通过研究过去 50 年的阿波罗样本 ， “我们发现这些光学变化的主要原因是形成了厚达几百纳米的 [纳米铁
边缘 ， ”伯吉斯说 。
风化过程改变了多少谷物可以告诉研究人员它暴露在表面上的时间 。 这是了解月球地质历史以及地表岩石埋入地下需要多长时间的关键 。
你知道 ， 我们说尼尔阿姆斯特朗的靴印将永远存在 ， 但实际上 ， 它们最终会被所有的风化层掩埋 。 只是需要很长时间 。
“你知道 ， 我们说尼尔阿姆斯特朗的靴印将永远存在 ， ”沃尔罗斯说 ， “但实际上 ， 它们最终会被所有的风化层掩埋 。 只是需要很长时间 。 ”
月球地质学家清楚的是 ， 除了大大小小的陨石撞击会搅动风化层外 ， 月球表面仍在老化 ， 只是非常缓慢 。
“这些过程发生了数百万年 ， ”他说 。
（太阳能）风的变化行星地质学家娜塔莉·柯兰说 ， 太空风化不仅仅使月球风化层变粗糙 。 它还可以改变风化层的成分 。
“来自太阳系外的宇宙射线在这些样本中产生惰性气体 ， ”在美国宇航局戈达德太空飞行中心工作的柯兰说 。 “宇宙射线基本上与岩石中的元素相互作用——比如氧气、硅或镁——它们会形成真正的惰性气体 。 ”
“一开始 ， 岩石中稀有气体的丰度相对较低 ， ”她说 ， 因为月球的原始挥发性气体存量早已消失在太空中 。 “因此 ， 暴露在太空环境中的次数越多 ， 撞击样本的宇宙射线越多 ， 产生的惰性气体同位素就越多 。 ”
太阳也有自己的惰性气体 ， 通过太阳风传递到月球表面 。
太阳风惰性气体“被植入这些非常非常小的颗粒的表面 ， 它们与宇宙射线产生的惰性气体具有不同的同位素比 ， ”博士说 。 “因此我们可以测量样品中的所有这些惰性气体 ， 然后查看不同的同位素 ， 以了解每个不同储层中产生了哪些惰性气体 。 ”
惰性气体分析是科学家可以更多地了解不同空间风化过程特征的另一种方式 。
“我们有兴趣看到那些一直完全暴露在外的事物与这些在历史上某个时刻被巨石部分遮蔽的事物之间的差异 ， ”科恩说 。 “如果某些效果关闭而其他效果继续存在 ， 那么我们就可以说 ， '哦 ， 这就是另一种效果的特征 。 '”
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