0 1 火星的水活动比想象中更持久
图：“祝融号”火星车拍摄的火星照片。图源：中国国家航天局
从我们现在的观测来看，火星仍然是一颗干旱的行星；但基于液态水存在的证据，它也曾经拥有丰富的水资源。那么火星是从什么时候开始变得干旱呢？之前的研究普遍认为从大约 30 亿年前开始，火星上的水就已经干涸，液态水活动的范围和程度变得极其有限，随后进入到名为亚马逊纪的地质年代。但是，中国“祝融号”火星车的数据表明火星上的水存在的时间可能比人们想象的要长，比普遍认为的结论推迟了数亿年。
“祝融号”火星车于2020年7月23日发射升空，于2021年5月15 日成功着陆于火星表面的乌托邦平原；截至发稿前已运行工作了约347个火星日，累计行驶约1921米。“祝融号”火星车行驶所在的乌托邦平原是火星北部一个地质年代较为年轻的撞击坑，属于亚马逊纪地层，并且是之前未被过多研究的区域。此区域中的一种板状岩石随即被研究人员所关注。“祝融号”对岩石进行了取样，并用搭载的短波红外光谱显微成像仪对岩石成分进行了分析。研究人员将结果与地球岩石中已知的水合矿物质的特征进行对比后，发现了火星岩石中水合矿物质（水硅或含水硫酸盐）的存在，这暗示着在亚马逊纪晚期火星上仍然可能存在液态水，并且岩石样本表明这个时间约为7亿年前。那么岩石中的水合矿物是从何而来的呢？研究人员发现“祝融号”的行驶区域不存在明显的地表径流或河道留下的痕迹，并且未发现水体蒸发的证据，因而排除了此时期火星表面大规模水体活动的可能。研究人员认为水合矿物的形成，应该需要大量的富含盐类的地下水或者大量融化的地下冰从火星地表以下上升，在上升渗透期间，土壤经历了胶结和岩化作用，从而形成了检测到的岩石。
此次研究表明，火星在亚马逊纪时期的水活动比以往认为的更加活跃，这挑战了人们对火星地质历史和气候演变的传统认知。此外，板状岩石暗示了地下水或地下冰存在的可能性，未来的宇航员可以将它们用于多种用途。此次“祝融号”的新成果已经发表于2022年5月12日的《科学进展》杂志。
0 2 月球土壤首次培育出植物
图：生长在土壤样本里的拟南芥。左边四颗植株的土壤为模拟月球土壤JSC-1A，右边三颗植株的土壤分别来自阿波罗11号、12号和17号带回的月球土壤。图源：UF/IFAS photo by Tyler Jones
近期，科学家们首次在月球土壤中成功培育出植物，并将结果发表在2022年5月12日的《通讯生物学》杂志上。大约50年前，阿波罗计划的宇航员们将月球土壤带回了地球；但是直到最近，美国宇航局才将12克的月球土壤交由佛罗里达大学的研究人员，并开展种植植物的实验。科学家们一直好奇植物在严酷的月球土壤中是否会生长发芽，但结果令人大吃一惊。
实验使用了1969年至1972年间阿波罗11号、12号和17号带回的月球土壤样本。此外，研究人员还利用一种地球火山灰制成了模拟的月球土壤（被称为JSC-1A）作为对照组。在这些土壤样本中，研究人员都种植了一种常见的实验室植物：拟南芥。拟南芥是芥菜和其他十字花科蔬菜如西兰花、花椰菜的近亲。由于其体积小且易于生长，它是世界上被研究最多的植物之一，被用作植物生物学研究的模式生物。
实验中，每株植物都被分配了1克土壤样本。在添加了种子、水和营养液后，植物于两天后开始发芽；并且无论是在月球土壤样本中还是在对照组中，在大约前六天之内的植物生长情况看起来都是一样的。然而，在第六天之后，生长在月壤中的植物很明显不像对照组植物那么健壮：它们生长缓慢、根系矮化，有些叶子发育不良、色素沉着。
与此同时，植物的生长情况在不同的月壤样本中也有所不同。研究发现植物在阿波罗11号土壤中表现最差；这是月壤样本中最“成熟”的土壤，即它暴露在月球表面时间最长，比其他样本长几十亿年。而植物在阿波罗12号样本（月壤更年轻）中生长得更好，在阿波罗17号样本（月壤最年轻）中生长得最好。这个结果表明月壤暴露在宇宙辐射和太阳风之下的时间越长，植物的表现就越差，暗示了来自月球较年轻部分的土壤可能可以更有效地种植植物。如果人类未来有一天想要在月球栖息地种植自己的食物，这个研究就为此打开了大门。
研究还表明，与在地球火山灰中生长的植物相比，在月壤中生长的植物表现出了与盐、金属应激和氧化应激等相关的原生特点。这似乎暗示出，尽管有一些相似之处，但月球土壤的化学成分是独一无二的，在月球土壤中种植植物会永久改变其化学性质，并为科学家们提供模拟土壤永远无法获得的见解。
03 33年来时间最长的月全食：2022年的首次红月亮
图：发生于2022年5月的月全食。左图拍摄于美国加利福尼亚州坦普尔市，右图拍摄于国际空间站。图片分别来源于：Ringo H.W. Chiu和Samantha Cristoforetti/ESA
格林尼治时间2022年5月16日凌晨，月全食的壮观天象再一次在夜空中上演；对于美洲地区观测者来说，这次的全食现象蔚为壮观。在2022年预计将会有两次月全食发生，此次是其中的第一次，且满月在地球本影中停留的时间长达85分钟，是33年来月全食最长的一次，仅次于1989年8月的96分钟。此外，这次月全食可以被称为所谓“超级血月”，因为月球正好处于其近地点，距地球约36.2万千米。此次月全食的最佳观测地点为北美东半部以及中南美洲的所有地区，南极洲、非洲、欧洲西南部也都可以进行观看；在新西兰、欧洲东部和中东地区发生的是半影月食，看起来就不是那么明显；而亚洲大部分地区和澳大利亚此次则无缘一见。下一次月全食，也是今年最后一次月全食，将发生在2022年11月8日，到时候在亚洲也能看到。
月全食期间，月亮的颜色会变为红色，月全食因而也会被称为“血月”。为什么月球沐浴在地球本影中时会变成红色而不是黑色呢？这与光的瑞利散射有关。当粒子尺度小于入射光波长的十分之一时，瑞利散射发生，并且散射光的强度与入射光波长的四次方成反比，即波长愈短，散射愈强。所以，太阳光中波长较短的蓝紫光比波长较长的红光散射得更明显。在月全食期间，太阳、地球和月亮完美地排列在一起，这样地球就可以阻挡太阳光照向月球。在月球的角度，尽管地球比太阳大得多，但光线能够在地球边缘弯曲，此时，太阳光会穿过地球的大气层，大气中的粒子由于瑞利散射会优先散射波长较短的蓝光，而波长较长的橙红色光将最终照射到月球表面。月球在月全食的不同阶段会改变色调，从最初的灰色变成橙色和琥珀色。大气条件也会影响月球颜色的亮度，比如大面积森林野火或火山爆发产生的灰烬可能会导致月球呈现出更深的红色。
月食观测可以直接用肉眼或是双筒望远镜来观看。建议在月食开始前，提前至少20分钟出门，让眼睛适应黑暗。如果使用相机、（双筒）望远镜等设备进行观测，则可能需要更长的准备时间，来准备设备、确定更好地观测角度和拍摄环境，并提前构思好拍摄的画面效果；如果气温较低，还应当注意防寒保暖等问题。有机会的话，一起来欣赏壮观的月全食天象吧。
网友评论