地球母亲最美妙的特质之一便是大气层的存在。如果没有这层环绕地球的、充满活力的大气层，地球上的生命将不复存在。在地质时期大气层演化的早期阶段，地壳内的化学反应是气体的主要来源。然而，随着生命的演化，与生命相关的生物化学过程逐渐占据主导地位，并维持着如今的气体平衡。地球内部熔融金属的流动产生了地球磁场，该磁场能够偏转大部分电离太阳风（源自太阳大气层的带电粒子流，即等离子体），使其远离地球。大气层的最上层吸收剩余的电离辐射，自身也随之电离（因此被称为电离层）。
月球，地球的天然卫星，有大气层吗？
月球没有像地球那样的大气层。它的引力场比地球弱；地球表面的逃逸速度约为11.2公里/秒（忽略空气阻力），而月球表面的逃逸速度仅为2.4公里/秒，远低于月球上氢分子的均方根速度。因此，大部分氢分子逃逸到太空，月球周围无法维持任何显著的气体层。然而，这并不意味着月球完全没有大气层。月球确实有大气层，但它非常稀薄，以至于月球表面几乎处于真空状态。月球大气层极其稀薄：比地球大气层稀薄约10万亿倍。月球大气层的密度与地球大气层最外层的密度相当¹。正是基于此，许多人认为月球没有大气层。
月球大气层对人类的未来至关重要。因此，在过去的75年中，人们对其进行了一系列研究。
美国宇航局的阿波罗任务首次探测到月球大气层，做出了重大贡献⁴。阿波罗17号的月球大气成分实验（LACE）在月球表面发现了少量多种原子和分子（包括氦、氩，以及可能的氖、氨、甲烷和二氧化碳）¹。随后，地面测量利用发射线光谱法在月球大气层中发现了钠和钾蒸气² 。此外，还有报告称在行星际空间发现了从月球辐射出的金属离子，并在月球极地地区发现了水冰³。
在过去的30亿年（10亿年或10⁹年）里，月球大气层稳定，具有低密度的表面边界外逸层（SBE）。在此之前，由于月球上大量的火山活动，月球拥有更显著但短暂的大气层⁴。
最近发表的研究使用了测量 ISRO的月球 轨道器 揭示月球电离层可以具有非常高的电子密度。这 太阴 表面电子密度可高达1.2×105 每立方厘米，但太阳风充当强大的去除剂，将所有等离子体扫到 星际 中等5. 然而，有趣的发现是观察到尾流区域（太阳风在逆向方向上的尾随扰动区域）中的高电子含量。 考虑到太阳辐射和太阳风都不会直接与该区域中可用的中性粒子相互作用，因此它比白天方向要大6. 研究表明尾流区的主要离子是 Ar+, 和氖+ 比分子离子（CO2+, 和H2O+ ) 在其他地区占主导地位。 由于它们的寿命更长，Ar+ 和氖+ 离子保留在尾流区域，而分子离子重新组合并消失。附近也发现了高电子密度 太阴 太阳转换期间的极地地区5,6.
美国宇航局计划的阿尔忒弥斯登月任务旨在月球表面建立阿尔忒弥斯基地营，并在月球轨道上建立门户空间站。这无疑将有助于对月球大气层进行更详细、更直接的研究。
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参考文献：
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- Potter AE 和 Morgan TH 1988。在月球大气中发现钠和钾蒸气。 科学 5 年 1988 月 241 日，第 4866 卷，第 675 期，第 680-XNUMX 页。 DOI： https://doi.org/10.1126/science.241.4866.67
- Stern SA 1999。月球大气：历史、状态、当前问题和背景。 地球物理学评论。 首次出版：01 年 1999 月 37 日。第 4 卷，1999 年 453 月 491 日。第 XNUMX-XNUMX 页。 DOI： https://doi.org/10.1029/1999RG900005
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- 美国国家航空航天局 2022 年。阿尔忒弥斯任务。 可在 https://www.nasa.gov/specials/artemis/
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