月球:?虽然我已经死了,但岁数也不能乱写啊

【菜科解读】
最近一则消息引起了大家的疑惑:
月球的年龄只有是20.3亿岁?之前不是说跟地球差不多大么?还有消息说中国科学家为月球延寿8亿年,又是怎么回事?
正确说法应该是 ↓↓↓
20.3亿年其实是中国科学家测定的嫦娥五号采集到的月壤样品的年龄,而不是月球的实际年龄。
月球的年龄我们可以用一句话解释:月球与地球一样诞生于大约45亿年前,但地球至今还活着,月球却在大约20亿年前死了,某些媒体宣传的所谓月球的年龄,其实是它死亡时距今的年龄。
判断星球死亡与否的证据在于星球上是否还有大规模岩浆活动,而所谓延寿是指中国科学家证明月球在20亿年前仍存在岩浆活动,使此前已知的月球地质寿命延长了约8亿年,这一点央视在其去年的报道中其实已经讲得很清楚了。
下面,我们来给大家详细讲讲,人们究竟是怎么知道月球年龄的。
文 | 地星引力
本文转载自微信公众号科学大院(ID:kexuedayuan),原文首发于2023年1月20日,原标题为《月球:虽然我已经死了,但岁数也不能乱写啊》,不代表瞭望智库观点。1故事,从太阳系形成讲起
要讲到月球的起源,就不得不先提到太阳系以及地球的形成过程。45.72亿年前,我们的太阳系还并不是一个恒星系,它只是一团围绕银河系中心旋转的太阳系原始星云。
在种种原因下,太阳系原始星云向内部坍缩从而变小变密,同时它的形态也从球状星云变成了扁平的盘状星云。
在星云盘的中央,99.9%的星云物质都汇聚在了一起,给这里带来了极高的压力和温度,由此导致氢原子之间发生核聚变反应,这种反应会源源不断释放出更多的热量,加热周边更多的氢原子让它们也开始参与到核聚变中。
于是星云的中央被点燃了——太阳由此而形成。
在太阳形成后,剩余的星云物质中的绝大部分继续围绕着太阳运动,形成了原行星盘。
这些小颗粒物质相互碰撞,从小颗粒长到大颗粒,然后从大颗粒变成更大的星子,然后继续碰撞,变得更大,形成了行星胎。
由于太阳温度造成的物质分选(离太阳越近,越耐热,离太阳越远,越不耐热),所以在太阳系内部形成的都是岩质行星,太阳系外部都是气态巨行星和冰巨星。
但是这第一批岩质行星并不是我们目前看到的水金地火等行星,而是一些非常大的超级地球。
它们在离太阳很近的地方快速公转;与此同时,在太阳系外侧,大约3.5天文单位的地方是冰线,冰线之外存在着大量冰星子,原始的气态巨行星们就以冰星子作为原材料而迅猛生长。
在冰线内侧,冰星子受热无法存在,其融化后的气体则被驱赶到了冰线附近,这里处于从气体变成冰的过渡带。
最初的木星就形成于冰线附近,它不仅有大量冰星子作为原料,还能吸附冰线附近的丰富气体,从而能够迅速增长,这让它很快变成了太阳系中的巨无霸。
不过由于太阳本身存在的巨大引力,整个太阳系的气体都会被太阳吸引而向其掉落,其中就有木星。
由于木星的庞大质量,它在向内太阳系迁徙的时候,就如同一个推土机,扰乱了太阳系内星子的运动轨迹,也让这里星子密度大增。
原本存在的超级地球因此辈大量星子及尘埃包裹,就好像一脚踩进泥团中,也很快减速——减速的结果就是轨道降低并先后被太阳吞噬,根据计算,这些超级地球可能在数十万年间就消失殆尽了。
而与此同时,迁徙中的木星和土星则奇妙地达到了共振的状态——由于土星个头小,因此虽然木星率先迁徙,但土星很快赶到了附近,并在1.5个天文单位(也就是大约现在火星的位置)达到了2:1的轨道共振位置:木星每绕太阳2圈,土星正好绕太阳1圈(也有人认为是3:2)。
这种引力共振扭转了它们向内迁徙的脚步,并开始重新向外迁徙。
#p#分页标题#e#不过它们向内和向外迁徙的过程扰动了原本星子的运动,导致大量冰星子和岩石星子混合在一起,当超级地球们消失后,这些星子很快碰撞,开始形成我们现在看到的内太阳系的各大岩质行星。
而由于木星曾经在火星轨道上呆过,导致轨道上星子大量减少,因此火星的质量非常小,只有0.107个地球质量。
在火星轨道之外的小行星带处也是如此,只不过这里的物质更少一点,因此完全无法形成行星,只能保留着数十亿年前的模样。
同时,由于木星驱动了星子向内太阳系的运动,导致在1个天文单位处形成星子密集区,这些星子最终就形成了金星和地球,并在更内部的地方形成了水星,太阳系的雏形就此形成。
(这就是太阳系形成理论中的大迁徙假说)。
总之,我们可以想象到,在太阳系形成之初是极为混乱的,这种混乱带来的结构就是无数的碰撞。
在最初的太阳系内可能存在许多行星胎,它们在相邻的轨道上运转,相互碰撞,最后只留下最大的那些独占了相邻的轨道。
2地月系统的起源——大碰撞
地球形成之初,必然是如同地狱一般的景象:碰撞导致了地面熔融,大部分区域都变成岩浆,还有源源不断的各种大小行星撞入地球。在这些行星中,就有一颗如同现在火星大小的行星与地球相撞,科学家们称之为忒伊亚(Theia)。碰撞让地球的地幔直接被撕裂,碰撞点附近的温度最高可能超过15 000K,这让其附近的岩石直接变成了蒸汽,也让地球外部1000Km厚的岩层完全变成了熔融的岩浆。
忒伊亚当然也好不到哪里去,它的金属核几乎完全被地球吃掉,融合近了地球的地核中,它的地幔也几乎都变成蒸汽或者是岩浆与地球的地幔交织融合在一起。另外,从地球和忒伊亚身上都崩飞出大量的碎屑物质,形成了一个碎屑盘围绕新生的地球旋转。
它们很快就再次因为碰撞而形成了一个完整的星球,有些科学家的模拟结果表明,这个速度可能只有一年左右。
这个星球就是我们的卫星——月球。
这就是目前科学界对月球形成原因的主流看法:认为月球几乎与地球同时形成,且与地球同源。
3大碰撞,有证据吗?科学家们是怎么知道些故事的呢?是岩石告诉他们的。在上个世纪,美苏都发射了大量探测器,取回了月球表面不同区域的岩石样本。
岩石给了我们的第一个,也是主要的证据:地球和月球岩石中氧同位素的相似性。
在自然界中,氧元素存在3种能够稳定存在的同位素:氧-16、氧-17、氧-18。
它们的原子核内中子数量有差异,因此造成了它们相对原子质量的差异。
正是由于这种质量上的差异,使得这三种同位素在相同温度下的的热力学性质是不一样的。
我们简单理解就是,在相同温度之下,相对原子质量越轻,越容易挥发,相对原子质量越重就越难以挥发。
所以如果我们把地球上的氧-17与氧-18的比例看作是1的话,那么比地球更靠近太阳的地方,由于氧-17更容易挥发,所以其氧-17与氧-18的比例应该就是小于1的,而比地球更远离太阳的地方,比如火星,其氧-17与氧-18的比例就应该大于1。
科学家们就利用氧-17和氧-18这两种氧同位素的比例研究了太阳系内各大行星的情况,发现各大行星的氧同位素比例结果正与此理论符合。
但是在研究地球和月球的岩石样本时,却发现地球和月球的岩石中含有相同的氧-17和氧-18含量。
除了氧同位素的证据之外,还有科学家对铬同位素、钛同位素等都进行了分析,发现地月岩石中这些同位素的特征也都是相同的。
这要么说明地球和月球起源于相同的轨道上,要么就说明确实存在一次大碰撞,在大碰撞中两个星球的物质发生了非常均匀的混合。
来自岩石的证据还包括地月岩石中化学元素成分的差异。
月球的岩石中缺乏诸如铷、铅、铋、砷、汞这样的挥发性元素,和金、银、镍等亲铁元素,但是却相对富集一些难熔的元素,比如钴、铬、稀土元素等。
#p#分页标题#e#这这些证据也支持了大碰撞理论:挥发性元素因为碰撞时候的高温而挥发了,铁以及亲铁的元素在碰撞中融入了地球,只有难熔的元素保留了下来。
此外,对月球磁场的探测结果也表明月球内部的金属核异常的小,半径可能在250~430Km之间,仅占月球质量的1%~3%,与之相比,地核占地球质量的33%。
这也与岩石的化学成分中缺乏铁以及亲铁元素是一致的,都支持了大碰撞理论。
另外还有非常多的研究也都支持了大碰撞理论,在此不一一赘述。
4How old are you?也要问岩石
而对太阳系、地球、月球年龄的确定也是依靠岩石。只要找到太阳系、地球以及月球上最古老的岩石(或矿物),我们就能通过同位素测年法等方法确定它们的年龄。
对太阳系来说,最古老的岩石来自小行星带。
许多来自小行星带的小行星在太阳系形成之初就已经形成,而且在往后的数十亿年中未经大的改变,因此还保留着诞生时候的模样,它们坠入地面就形成了陨石,科学家们通过研究这些陨石,就能对太阳系进行考古,还原出那段发生在数十亿年前的故事来。
对地球来说,要在地球上寻找到与地球诞生同时形成的物质非常困难,因为地球地表非常活跃,地表的岩石往往会经历过风化、沉积、深埋、变成岩浆的多次循环,所以岩石的年龄往往比地球本身的要年轻一些。
不过我们也能依靠这些物质来框定地球年龄的下限。
目前发现最古老的岩石年龄为42.8亿年,来自加拿大。
而目前地球上发现最古老的矿物为发现于澳大利亚杰克山的锆石,其年龄为44.04亿年。
因此,我们至少可以肯定,地球的年龄要大于44亿年。
(目前估计的地球年龄实际上为45.4亿年左右,由于地球年龄的确定很复杂,本文不详述)。
对于月球,我们也要寻找到月球上最古老的岩石才能判定其大致的年龄。
所以科学家们向月球各个区域都发射了探测器,希望带回月球上最古老的岩石。
但是由于技术手段的限制,这无疑是非常困难的。
根据已经有的资料,在这之中,月球最古老的岩石来自阿波罗计划中带回来的样本,其年龄足有45亿年。
那么如何判断月球死亡年龄呢?很简单,采集月球上最年轻的岩浆岩,然后测定其年龄,这就是月球的死亡时间。
上个世纪以来,美苏向月球发射了数十次成功着陆的探测器,这些探测器采集到的岩石样本大多在30亿年以上,当时科学家根据这些样本得出结论:月球在大约30亿年前就‘死亡’了。
在中国的探月计划中,嫦娥五号任务本身就不是为了探索月球年龄的,而是为了探索月球最新的岩浆活动的。
如果说阿波罗等计划,寻找月球最早岩石是探索了月球诞生的时间,那么嫦娥五号,实际上寻找的是月球的死亡时间,以及月球死亡后月表物质随时间的演化情况的,这就相当于填补了之前对月研究的空白。
这也是为什么嫦娥五号的着陆区压根就不在月球最古老的区域,而是推测的最年轻的区域(月海玄武岩区域)的原因。
参考文献:
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社保已经断交8年,是否还可以进行续交?(04/25)
社保交不起了可以退吗?能退多少? 根据社保的相关法规,社保一般是不可以退的,但也有例外情况。
如果不想缴纳社保的话,可以直接不缴纳,停掉社保之后即可。
所缴的社保费用会继续存在个人账户里,等到退休年龄之后就可以自动进行取出。
单位所交的部分则进行充公。
社保断缴有影响大吗?失业保险:断缴后,如果重新就业并缴费,可以继续累计缴费年限,不会作废,但失业保险金的领取通常要求在失业前的一年内有稳定的社保缴费记录,如果社保断缴,可能会影响失业保险金的领取资格或领取金额。
三、工伤保险是即交即用的,断交后立即失效,需要重新缴纳才能享受,不存在累计年限的问题。
工伤保险、失业保险、生育险:生育保险必须分娩或实施计划生育手术时,用人单位已为其参加生育保险且连续足额缴纳生育保险费满12个月。
医疗保险:短期:断交期间无法享受医保报销待遇,但账户余额可以继续使用。
长期:需累计缴费达到一定年限才能享受退休后医保待遇,断交时间不计入累计年限。
养老保险:因为养老金与缴费年限、个人账户存储额成正相关,也就是我们常说的长缴多得,多缴多得。
养老保险中断缴费,缴费年限就会缩短,个人账户存储额也会减少,这就会使退休后的养老金也减少。
所以说养老保险中断缴费会影响将来养老金的高低。
生育保险:生育保险在全国所有的地区,要求必须要在生小孩之前的,连续12个月来缴纳生育保险,才能够享受到生育保险的待遇。
部分地区可能要求是连续9个月,但总而言之一定要保证一个连续的交费,如果一旦出现社保中断,也就是我们生育保险的中断,那么就无法正常享受到生育保险。
包括生育津贴和生育报销待遇,都是无法正常享受的。
温馨提示:本数据源于网络,仅供参考!具体需以当地具体法规为准!
一种降低在月球上丢失太阳能漫游车风险的新方法
大多数用于太阳能供电的长距离导线规划算法没有主动考虑可能的导航延迟。
在这里,虚白色路径显示了一个计划,该计划将PSR内的漫游车尽快引向阳光,但它对可能的延迟没有弹性,这种延迟将导致漫游车落后于计划,并错过关键的太阳能充电事件。
另一方面,主动考虑延迟 蓝线的规划策略将使漫游车走上潜在的更长但更安全的轨迹。
鸣谢:uux.cn/背景图像和蝰蛇漫游者渲染:美国宇航局和亚利桑那州立大学。
据美国物理学家组织网(英格丽德·法德利):美国宇航局和世界各地的其他太空机构定期向太空发送机器人和自动飞行器,以探索太阳系中的行星和其他天体。
这些任务可以大大提高我们对太阳系其他地方的环境和资源的了解。
多伦多大学航空航天研究所和美国宇航局喷气推进实验室 JPL的研究人员最近进行了一项研究,探索可以提高使用太阳能漫游车进行月球探索的有效性和成功率的回收策略。
他们的论文预先发表在arXiv上,介绍了一种新的方法,可以帮助太阳能漫游车安全地离开月球上永久的阴影区域。
领导这项研究的研究员Opvier Lamarre告诉Phys.org:近年来,几个国家已经表示对探索月球南极感兴趣,包括美国、中国、印度、俄国和其他国家。
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他们中的大多数人计划使用太阳能漫游车来探索经常处于阴影中的区域 称为永久阴影区,或PSRs,我们怀疑这些区域可能包含大量的水冰。
可以想象,用太阳能漫游车进入PSR是一项冒险的尝试!如果漫游车因故障而延迟,它可能无法在能量耗尽前回到阳光中。
太阳能漫游车在能效方面有许多优势,但它们受到依赖太阳光运行的限制。
由于月球上的一些区域永久处于阴影中,漫游者对阳光的依赖可能会阻止他们安全地探索然后离开这些区域,导致他们在执行任务时耗尽能量。
拉马尔和他的同事最近工作的一个关键目标是量化失去太阳能漫游车的概率,因为他们正在探索月球上的这些阴影区域。
此外,该小组希望设计一种方法,帮助最大限度地提高太阳能漫游车安全完成任务的概率。
首先,我们需要定义太阳能漫游车在月球南极‘安全’意味着什么,拉马尔解释道。
为了做到这一点,我们关注漫游车在什么地方、什么时间离开PSR,以及它的电池还剩多少能量。
这表明了漫游车在下一段任务之前是否可以在原地冬眠 因此,在那之前保持安全。
然后,我们计算一种在线遍历规划方法,漫游车可以从任何起始状态 包括PSRs内部开始遵循该方法,以最大化其生存概率。
拉马尔及其同事概述的规划方法被称为恢复政策,因为它本质上是一种后备策略,允许漫游车最大限度地增加到达安全的机会 即阳光将到达的区域,为其电池充电。
在他们的论文中,研究人员表明,在这种情况下计算这种复苏政策可能具有挑战性,因为它需要几个近似值,如果非常不正确,可能会影响整体预测的可靠性。
例如,时间是我们状态空间的连续维度,需要离散化,拉马尔说。
我们需要确保这种近似/离散化不会危险地扭曲对故障概率的预测。
在月球南极,太阳光照是高度动态的;附近的山脉和环形山可能会在地表投下巨大的阴影。
如果与 近似政策假设相比,漫游者稍微落后于计划,它可能会错过关键的太阳能充电期。
如果比政策设想的提前一点,也是如此。
由于这些时间近似值极大地影响了太阳能漫游车回收政策的可靠性,拉马尔和他的同事们保持了高度保守。
这最终将失败的风险降至最低,同时增加了该策略在现实任务中保持安全的可能性。
我们认为这种方法在许多方面都是有用的,拉马尔说。
首先,它代表着向远程自主移动规划算法迈出了一步,该算法主动考虑 或‘推理’太阳能漫游车的风险。
此外,我们的技术可以成为人类操作员在月球南极制定新的月球车任务的有用工具 它可以用于着陆点选择、全球遍历规划和风险预测等,甚至可以通过地面回路操作支持正在进行的任务。
在未来,这个研究小组引入的回收政策可以应用于月球上的真实世界探索任务,以降低在阴影区域丢失太阳能漫游车的风险。
由于最近的研究是与美国宇航局的JPL合作进行的,这种方法很快就可以在各种现实的月球场景中进行测试。
到目前为止,我们使用Cabeus环形山的轨道数据测试了我们的方法,但我们希望使用美国宇航局定制的太阳照明地图,并将我们的技术应用于月球南极的许多其他区域,这些区域有一天将被机器人或载人任务访问,如Shackleton,Faustini,Nobile,Haworth和Shoemaker环形山,Lamarre补充道。
此外,我们目前正在研究新一代风险预测远程导航算法,用于利用太阳能漫游车探索月球南极。