早期月球或曾拥有另一个大气层

月球上的大气层早已失去。图片来源：NASA

如果你穿梭回35亿年前并且抬头望夜晚的天空，会看见月亮周围的大气层。尽管现在它只保留了稀薄的团团气雾，但最新计算表明，大规模火山爆发释放了足够热的气体，从而创建了花费7000万年才耗散掉的大气层。相关成果日前发表于《地球与行星科学通讯》。

天文学家曾认为，月球非常干燥。但人们最近认识到，在45亿年前覆盖新生月球的岩浆海洋释放了炎热的钠和二氧化硅蒸汽，并且形成了短暂存在的大气层。如今，研究表明，另一个月球大气层在35亿年前形成，而这归结于火山爆发冲出一个大坑并形成了月球近地面上的熔岩平原——雨海。

从近10年前开始，一系列研究利用敏感的新设备发现，挥发性物质镶嵌在由“阿波罗号”宇航员收集的月球火山玻璃中。这些玻璃来自黑暗的月球盆地，并且暗示在38亿～31亿年前形成的大规模火山爆发还释放了大量气体。

如今，来自美国得克萨斯州休斯顿月球与行星研究所的Debra Needham和David Kring基于估测的熔岩流体积，计算出了这些气体的排放量。最大的一次排放量有约10万亿吨气体，并且伴随着填满雨海盆地的530万立方千米火山岩浆。这使得月球气压大幅上升，约为现代地球的1%，或者今天火星大气密度的1.5倍。

“如果月球表面出现任何温度梯度，便会有风产生。”Needham介绍说，有了表面上的灰尘以及运送它们的风，月球上似乎出现了“沙丘”。不过，在7000万年的时间里，所有大气气体都逃逸了或者被冻结在极地地区。同时，由于这一过程发生在很久以前，因此并未留下任何关于这些风的证据。

来自加州斯克里普斯海洋研究所的James Day表示，这一大气形成过程或许能解释月球表面上水和其他挥发性物质的分布以及它们从月球内部的失去。它还有助于理解行星大气层是如何形成的。