.Researchers Uncover Origin and Abundance of Lunar Surface Water
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.Researchers Uncover Origin and Abundance of Lunar Surface Water
연구원들은 달 지표수의 기원과 풍부함을 밝힙니다
주제:중국과학원지구 물리학달태양풍 By 중국과학원 2023년 2월 2일 태양 표면에서 달 표면으로 주입되는 고속 수소 이온의 도식적 묘사 태양 표면에서 달 표면으로 주입되고 달 토양 입자 표면에서 농축되는 고속 수소 이온의 개략도 제공: Lin Yangting 교수 그룹 FEBRUARY 2, 2023
최근에는 미래 우주 탐사에서 중요한 역할을 하는 달 표면수의 풍부함, 분포 및 기원에 많은 관심이 집중되고 있습니다. 중국과학원 국립우주과학센터와 지질학 및 지구물리학 연구소의 구성원으로 구성된 연구팀은 창어 5호 임무에서 수집한 토양 샘플의 곡물 가장자리가 높은 수준을 가지고 있음을 발견했습니다. 달의 물이 태양풍에서 유래한다는 이론과 일치하는 수소와 중수소 대 수소의 낮은 비율. 연구 결과는 국립 과학 아카데미 회보에 게재되었습니다 . 연구원들은 다양한 온도에서 달 토양의 수소 보존에 대한 시뮬레이션을 수행했습니다. 그들은 달 표면의 중위도 및 고위도 지역에서 남서서 기원의 물이 잘 보존될 수 있음을 발견했습니다.
연구 교신 저자인 IGG의 Lin Yangting 교수는 “달 극지 토양은 Chang'e-5 샘플보다 더 많은 물을 포함할 수 있습니다. 이전 연구에서는 달 표면의 물(OH/H2O)이 위도와 시간(최대 200ppm)에 따라 변한다는 것을 입증했습니다. 이러한 명백한 변화는 달 표면에서 빠른 탈착 속도를 의미합니다. 모두 저위도(8.97°S—26.13°N)에 착륙한 6개의 Apollo 및 3개의 Luna 미션과 달리 Chang'e-5 미션은 중위도 위치(43.06°N)에서 토양 샘플을 반환했습니다. 또한 창어 5호 샘플은 가장 최근에 알려진 달의 현무암(2.0 Ga)과 가장 건조한 현무암 지하실에서 수집되었습니다. 따라서 Chang'e-5 샘플은 달의 표토에서 SW 유래 물의 시공간적 분포 및 보유 문제를 해결하는 데 핵심입니다. Chang'e-5 임무에서 반환된 17개의 달 토양 알갱이에서 연구원들은 NanoSIMS 깊이 프로파일링을 통해 수소 풍부도를 측정하고 중수소/수소 비율을 계산했습니다.
결과는 대부분의 그레인 림(최상위 ~100nm)이 매우 낮은 δD 값(-908‰ ~ -992‰)과 함께 고농도의 수소(1,116~2,516ppm)를 나타내어 SW 기원을 암시하는 것으로 나타났습니다. 달 토양의 입자 크기 분포와 수소 함량을 기반으로 원격 탐사 결과와 일치하는 Chang'e-5 달 토양의 벌크 SW 유래 수분 함량은 46ppm으로 추정되었습니다. 곡물의 하위 집합에 대한 가열 실험은 SW 주입 수소가 묻힌 후에도 보존될 수 있음을 보여주었습니다. 이전 데이터와 함께 이 정보를 사용하여 연구자들은 달의 토양 알갱이에서 SW-수소의 주입과 방출 사이의 동적 평형 모델을 확립하여 온도(위도)가 수소의 주입과 이동에 핵심적인 역할을 한다는 것을 밝혔습니다. 달 토양에서. 이 모델을 사용하여 그들은 달 극지방의 입자 가장자리에서 훨씬 더 많은 양의 수소를 예측했습니다. 린 교수는 “이번 발견은 달에서 수자원의 미래 활용에 큰 의미가 있다”고 말했다. “또한 입자 선별과 가열을 통해 달 토양에 포함된 물을 비교적 쉽게 개발하고 사용할 수 있습니다.”
참조: Yuchen Xu, Heng-Ci Tian, Chi Zhang, Marc Chaussidon, Yangting Lin, Jialong Hao, Ruiying Li, Lixin Gu, Wei Yang의 “중위도 달 토양의 태양풍 유래 물의 풍부함” , Liying Huang, Jun Du, Yazhou Yang, Yang Liu, Huaiyu He, Yongliao Zou, Xianhua Li 및 Fuyuan Wu, 2022년 12월 12일, 국립 과학 아카데미 회보 .DOI: 10.1073/pnas.2214395119
https://scitechdaily.com/researchers-uncover-origin-and-abundance-of-lunar-surface-water/
.Discovery of new ice may change our understanding of water
새로운 얼음의 발견은 물에 대한 우리의 이해를 바꿀 수 있습니다
유니버시티 칼리지 런던 중간 밀도의 무정형 얼음을 만들기 위한 설정의 일부입니다. 크레딧: 크리스토프 잘츠만 FEBRUARY 2, 2023
UCL과 케임브리지 대학의 연구원들은 다른 알려진 얼음보다 액체 물과 더 유사하고 물과 그 많은 이상 현상에 대한 우리의 이해를 다시 쓸 수 있는 새로운 유형의 얼음을 발견했습니다. 새로 발견된 얼음은 무정형입니다. 즉, 그 분자는 무질서한 형태이며 일반적인 결정질 얼음처럼 깔끔하게 정렬되어 있지 않습니다.
무정형 얼음은 지구에서는 드물지만 우주에서 발견되는 주요 얼음 유형입니다. 그것은 우주의 더 추운 환경에서 얼음이 결정을 형성하기에 충분한 열 에너지를 가지고 있지 않기 때문입니다. 사이언스 저널에 발표된 연구를 위해 연구팀은 섭씨 영하 200도까지 냉각된 항아리에서 강철 공과 함께 일반 얼음을 격렬하게 흔드는 볼 밀링(ball milling)이라는 과정을 사용했습니다. 그들은 작은 조각의 보통 얼음으로 끝나는 것이 아니라, 그 과정에서 알려진 다른 모든 얼음과 달리 액체 상태의 물 과 같은 밀도를 갖고 고체 형태의 물과 유사한 새로운 무정형 형태의 얼음을 생성한다는 것을 발견했습니다 .
그들은 새로운 얼음을 "중밀도 비정질 얼음 "(MDA)이라고 명명했습니다. 연구팀은 MDA(고운 흰색 가루처럼 보이는)가 외부 태양계의 얼음 달 내부에 존재할 수 있다고 제안했습니다. 목성과 토성과 같은 거대 가스 행성의 조력이 볼 밀링에 의해 생성된 것과 유사한 전단력을 일반 얼음에 가할 수 있기 때문입니다. . 또한 팀은 MDA가 예열되고 재결정화될 때 엄청난 양의 열을 방출하여 가니메데와 같은 위성에서 수 킬로미터 두께의 얼음 덮개에서 지각 운동과 "빙진"을 유발할 수 있음을 발견했습니다.
분자 구조가 액체 상태의 물과 매우 유사한 새로운 형태의 얼음(왼쪽)과 일반 결정체 얼음(오른쪽). 크레딧: 케임브리지 대학교
-수석저자인 크리스토프 잘츠만 교수(UCL 화학)는 “물은 모든 생명의 기초다. "우리는 20가지 결정 형태의 얼음을 알고 있지만 이전에는 고밀도 및 저밀도 비정질 얼음으로 알려진 두 가지 주요 유형의 비정질 얼음만이 발견되었습니다. 이들 사이에는 큰 밀도 차이가 있으며 받아들여진 지혜는 다음과 같습니다. 그 밀도 갭 안에는 얼음이 존재하지 않습니다. 우리의 연구는 MDA의 밀도가 정확히 이 밀도 갭 내에 있으며 이 발견은 액체 상태의 물과 그 많은 이상 현상에 대한 우리의 이해에 광범위한 영향을 미칠 수 있음을 보여줍니다." 알려진 무정형 얼음 사이의 밀도 차이로 인해 과학자들은 물이 실제로 매우 낮은 온도에서 두 액체로 존재하고 이론적으로 특정 온도에서 이 두 액체가 공존할 수 있으며 한 유형이 다른 유형 위에 떠 있을 수 있다고 제안했습니다.
기름과 물을 섞을 때처럼. 이 가설은 컴퓨터 시뮬레이션으로 입증되었지만 실험으로 확인되지는 않았습니다. 연구원들은 그들의 새로운 연구가 이 아이디어의 타당성에 대해 의문을 제기할 수 있다고 말합니다. Salzmann 교수는 "기존의 물 모델을 다시 테스트해야 한다. 중간 밀도의 비정질 얼음의 존재를 설명할 수 있어야 한다. 이것이 최종적으로 액체 상태의 물을 설명하는 출발점이 될 수 있다"고 말했다. 연구원들은 새로 발견된 얼음이 액체 물의 진정한 유리 상태일 수 있다고 제안했습니다.
즉, 창문의 유리가 액체 이산화규소 의 고체 형태 인 것과 같은 방식으로 고체 형태의 액체 물의 정밀한 복제품입니다. 그러나 또 다른 시나리오는 MDA가 전혀 유리질이 아니지만 심하게 전단된 결정 상태에 있다는 것입니다. 공동 저자인 Andrea Sella 교수(UCL 화학)는 "우리는 스톱 모션 종류의 물처럼 보이는 것을 만드는 것이 가능하다는 것을 보여주었습니다. 이것은 예상치 못한 매우 놀라운 발견입니다."라고 말했습니다.
UCL Chemistry에서 실험 작업을 수행한 주저자인 Alexander Rosu-Finsen 박사는 "오랫동안 얼음을 미친 듯이 흔들어 결정 구조를 파괴했습니다. 더 작은 얼음 조각으로 끝나는 것보다 우리가 몇 가지 놀라운 특성을 가진 완전히 새로운 종류의 것을 생각해 냈다는 것을 깨달았습니다." 중간 밀도의 무정형 얼음을 만들기 위한 설정의 일부입니다. 크레딧: 크리스토프 잘츠만 결정 얼음의 반복된 무작위 전단을 통해 볼 밀링 절차를 모방함으로써 팀은 MDA의 전산 모델도 만들었습니다. Ph.D. 동안 전산 모델링을 수행한 Dr. Michael Davies. UCL과 캠브리지 대학의 ICE(인터페이스, 촉매 및 환경) 연구실의 학생은 "MDA의 발견은 액체 물의 특성에 대해 많은 질문을 제기하므로 MDA의 정확한 원자 구조를 이해하는 것이 매우 중요합니다."라고 말했습니다.
-물에는 오랫동안 과학자들을 당황하게 만든 많은 변칙이 있습니다. 예를 들어, 물은 섭씨 4도에서 밀도가 가장 높고 얼면 밀도가 낮아집니다(따라서 얼음이 뜹니다). 또한 액체 상태의 물을 더 많이 짜낼수록 더 쉽게 압축되어 대부분의 다른 물질에 적용되는 원칙에서 벗어납니다. 무정형 얼음은 1930년대에 과학자들이 섭씨 -110도까지 냉각된 금속 표면에 수증기를 응결시켰을 때 저밀도 형태로 처음 발견되었습니다. 고밀도 상태는 1980년대 일반 얼음이 거의 -200도에서 압축되었을 때 발견되었습니다.
우주에서는 흔하지만 지구에서는 무정형 얼음이 대기의 차가운 상류에서만 발생하는 것으로 생각됩니다. 볼 밀링은 여러 산업에서 재료를 갈거나 혼합하는 데 사용되는 기술이지만 이전에는 얼음에 적용되지 않았습니다. 이 연구에서는 액체 질소를 사용하여 분쇄 용기를 섭씨 -200도까지 냉각시켰고 볼로 분쇄한 얼음의 밀도를 액체 질소의 부력으로 결정했습니다. 연구자들은 UCL에서 X선 회절(얼음에서 반사된 X선의 패턴 관찰) 및 라만 분광법(얼음이 어떻게 빛을 산란시키는지 관찰)을 포함하여 MDA의 구조와 특성을 분석하기 위해 여러 다른 기술을 사용했습니다. 장거리 구조를 탐구하기 위해 UCL Center for Nature-Inspired Engineering에서 화학 및 소각 회절. 그들은 또한 UCL Kathleen 고성능 컴퓨팅 시설을 사용하여 컴퓨터 시뮬레이션에서 중간 밀도 얼음을 생산하는 과정을 성공적으로 복제했습니다. 게다가, 그들은 중간 밀도 의 얼음이 더 따뜻한 온도 에서 재결정화될 때 방출되는 열을 조사하기 위해 열량계를 사용했습니다 . 그들은 MDA를 압축한 다음 가열하면 재결정화되면서 놀라울 정도로 많은 양의 에너지를 방출한다는 사실을 발견 했습니다 . 태양계.
추가 정보: Alexander Rosu-Finsen 외, 중밀도 비정질 얼음, 과학 (2023). DOI: 10.1126/science.abq2105 . www.science.org/doi/10.1126/science.abq2105 저널 정보: 과학 유니버시티 칼리지 런던 제공
https://phys.org/news/2023-02-discovery-ice.html
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메모 2302030650 나의 사고실험 oms 스토리텔링
우주에는 다양한 물이 있을 것이다. 우선적으로 태양계에는 지하바다가 확인된다. 목성의 달인 유로파나 가니메데, 토성의 엔셀라두스, 그리고 화성이나 달에 물이 있을 것으로 보인다.
그러면 이들은 같은 물의 형태나 특성을 가질까? 지구의 물과 같을까? 아닐 것이다. 자연환경 조건이 다르기에 다른 변수들로 인한 경우수를 찾아내야 한다. 이를 실험적으로 볼링을 이용한 얼음들의 형태나 속성을 알아낸 것이다.
만약에 실험적으로 알아내지 못하면 외계의 물과 생명체에 대한 우리의 사고범위가 축소되지 않을까? 이를 타개하는 방식이 시뮬레이션 실험이다. 샘플링 oms.vix.a(n)는 광범위한 물의 속성들은 기작화 할 수 있다.
거의 무한대의 옵션 변수를 이용하여 h2o을 구현할 수 있다. 스칼라 량과 벡터량의 모든 변수들을 조합한 압력, 밀도, 온도, 등등의 구조와 밀도에서 큰 차이가 있는 여러 단계를 가질거여. oms을 구현해 볼 수 있고 이들 중에 우주 외계에 극적인 환경에서 등장하는 우주의 소립자 조합의 원자 H, O 와 분자성 H2O quasi_ice.oms 의 종류 또한 거의 무한할 것으로 본다.
Samplea.oms (standard)
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f000e0 b0dac0
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0deb00 ac000f
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0q000000000
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0000000q000
000000000q0
sample c.oss (standard)
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzzx
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
- Senior author Professor Christoph Salzmann (UCL Chemistry) said, “Water is the foundation of all life. "We know of 20 crystalline forms of ice, but only two main types of amorphous ice have been discovered, formerly known as high-density and low-density amorphous ice. There is a large difference in density between them, and the accepted wisdom is that Ice does not exist within the density gap.Our work demonstrates that the density of MDA is precisely within this density gap, and this discovery could have far-reaching implications for our understanding of liquid water and its many anomalies. ." The difference in density between the known amorphous ices has led scientists to suggest that water actually exists as two liquids at very low temperatures and theoretically at certain temperatures these two liquids can coexist and one type can float on top of the other.
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memo 2302030650 my thought experiment oms storytelling
There will be various types of water in space. First of all, an underground ocean is identified in the solar system. Jupiter's moons Europa and Ganymede, Saturn's Enceladus, and Mars or the Moon are likely to have water.
So, would they have the same shape or properties of water? Is it like Earth's water? It won't be. Since the natural environment conditions are different, it is necessary to find the number of cases caused by other variables. This was experimentally found out the shape and properties of ice using bowling.
If we don't find out experimentally, won't the scope of our thinking about alien water and life be reduced? A way to overcome this is a simulation experiment. Sampling oms.vix.a(n) can mechanize a wide range of water properties.
You can implement h2o using an almost infinite number of optional variables. We will have several stages with large differences in structure and density, such as pressure, density, temperature, etc., which combine all the variables of scalar and vector quantities. oms can be implemented, and the types of atomic H, O and molecular H2O quasi_ice.oms, which are combinations of elementary particles in the universe that appear in dramatic environments outside the universe, are also expected to be almost infinite.
Samplea.oms (standard)
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sample c.oss (standard)
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