互动科普

近来，一艘绕月飞行的日本太空飞船又有惊人发现——月球上的氧气来源于地球。科学家认为，这些氧气或能为我们研究地球的远古大气环境提供线索。

我们现在几乎无法获得有关地球远古大气环境与岩石地表的可靠历史证据，因为地球的地质活动会将这些信息抹去。虽然同时期形成的陨石拥有与地球类似的物质组成，但其中的一些细节还是不得而知。

月球土壤中发现的氧气，或许可以帮助科学家重建地球诞生20亿年时的大气环境。通常，太阳发出的高能带电粒子流（俗称太阳风）会“轰击”月球。不过，每个月约有5天，月球可以躲在地球的后面，此时，地磁场形成的磁圈会像气泡一样，将月球包裹起来，阻挡太阳风对月球的强烈辐射。此时，相当于“打开了一扇小窗”，那些速度较慢的氧离子可从地球到达月球。基于“月亮女神”号飞船（SELENE，又称“Kaguya”）的观测数据，科学家认为，这些氧离子穿过地球大气层外层，嵌入到月球的风化层（土壤或岩石上部的松散表层）中。日本大阪大学（Osaka University）行星科学家寺田健太郎（Kentaro Terada）团队的这项研究已于今年早些时候发表在了《自然·天文学》（Nature Astronomy）上。寺田说：“新发现表明，这些氧离子从地球大气直接到达月球，并在月球土壤中保存了数十亿年。”

他们的研究结果让科学家对另一个问题产生了兴趣，那就是初级微生物——地球原始的生命形式，是如何开始光合作用的。

大约24.5亿年前，不知道什么原因，地球大气中的游离氧含量突然增加，科学家将其称为“大氧化事件”（Great Oxidation Event）。那时大气层中的氧气会不会仍有些许遗留在月球上？如果科学家能够收集并分析储存在月球土壤中的氧离子，或许可以一窥亿万年来地球大气层的演化过程。

除了这些来自地球的氧，月球上还可能保存着早期地球演变的其他信息。哥伦比亚大学天体生物学家凯莱布·沙夫（Caleb Scharf，未参与本项研究）说：“理论上来说，月球上应该还保存着来自地球的碎片，碎片里说不定还有更有趣的发现。如果在月球表面发现来自地球的陨石中含有生物化石，我可是一点也不惊讶。”