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嫦娥月兔都住這?月球上最宜居的角落:永遠 17 度的月球坑

linjunJR_96
・2022/09/09 ・2243字 ・閱讀時間約 4 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

殖民月球要克服的困難有很多,其中之一是嚴峻的氣溫。

由於月球沒有像地球如此豐厚的大氣層,無法結調節與保存太陽的熱能,地表的氣溫時常從白天的攝氏 120 度,陡降到夜晚的零下 170 度。而且月球上的一天約等於地球上的十五天。在這樣的氣候條件下,首批的月球基地需要耗費大量的能源將室內維持在適居的溫度。

想像一下外頭氣溫連續一個禮拜都維持一百多度時你家電費會多貴!

要是沒有空調,人類在月球時會有一半時間會熱到像燒起來。 圖/GITHY

好消息是,在月球上某些坑洞中的陰影處,氣溫可以常年維持在涼爽的 17 度,根本是穿件外套(再穿件太空衣)就可以出門的黃金溫度。這些地區很有潛力成為人類前進月球的理想橋頭堡。

由 NASA 的月球勘測軌道飛行器(Lunar Reconnaissance Orbiter,簡稱 LRO)傳回的觀測資料顯示,這種宜人的溫度出現在某些月球表面坑洞中,常年受陰影遮蔽的位置。這些坑洞不是一般下凹的隕石坑,而是地底熔岩管頂部崩塌後形成的中空結構,有點類似一個頂部有天窗的地底隧道。

神秘的好地方:月球上的地底隧道

熔岩管是熔岩在地表下流動的通道,岩漿流的頂部凝固時會形成長管狀的熔岩管,並在熔岩流動停止之後便留下長長的中空隧道。

地球上也有類似的結構,下圖即為夏威夷火山國家公園的瑟斯頓熔岩洞(Thurston Lava Tube)。當熔岩管的頂部崩塌,便會出現外露的坑洞。

月球上坑洞的結構,可能類似於夏威夷火山國家公園的瑟斯頓熔岩洞(Thurston Lava Tube)。 圖/wikipedia

月球坑在2009年首次被發現,而在往後發現的200多個坑中,推測有16個是頂部崩塌的熔岩管。從坑洞內部邊緣明顯的遮陰可以判斷,底下其實藏有有更大的地底洞穴。由於從月球軌道無法直接拍攝,我們對這些洞穴的了解還很有限。科學家猜測這些洞穴或許是月球探索,甚至是移居月球的理想地點。

由月球勘測軌道飛行器(Lunar Reconnaissance Orbiter)在三個不同時間拍下的馬力屋斯丘(Marius Hills)附近的坑洞畫面。中間小圖為日正當中時所攝。由不同的日照角度與陰影分布可以看出坑洞的構造。 圖/NASA

極端溫度下的天堂?不可思議的舒適氣溫

LRO 飛行器上搭載了 Diviner 熱成像攝影機,並在過去十一年內持續地監控月球表面的溫度。由 UCLA 的博士生 Tyler Horvath 領軍的研究團隊,在觀測資料中鎖定了月球上寧靜海平原上的一個坑洞,這個坑洞約一百公尺深,長寬約等於一座足球場。

當團隊重建出坑洞口附近的溫度,他們發現坑洞中的溫度起伏比起周圍的地表小很多,在月球入夜後仍然能維持攝氏 0 度以上的平均溫度。

先前的研究顯示,即使是保溫性最好(行話叫做熱容量很大)的岩板,也會在月球上夜晚將盡之際冷卻至零下近一百度。所以研究團隊推測這驚人的溫度差並非來自地表岩層材質的差異,而是坑洞的構造本身。

為了一探究竟,團隊架設了二維電腦模擬,並帶入了真實月球表面的材料熱性質和日照角度等等因素。在不同坑底材質(表岩屑或玄武岩)和不同洞穴形狀(有無延伸洞穴)的各種情況下,普遍都能看到上方有岩層遮蔽的內部洞穴可以在夜晚保持溫暖,暴露在坑洞口的部分則明顯較低。

不同坑洞模擬中,月球半夜溫度的結果。上方兩張小圖為內部有延伸洞穴的情形,上下分別為坑底材質為岩石或表岩屑。下方兩張小圖只有較短的洞穴,左右分別為坑底材質為岩石或表岩屑。
圖/參考資料 1

更特別的是,在延伸洞穴內部完全受陰影遮蔽處,一整天下來的溫差不超過十度,穩定的維持在攝氏 17 度左右。作為比較,暴露在陽光下的坑洞表面在白天可以達到將近攝氏 150 度。

從這些模擬結果,研究團隊推測上方的遮蔽岩層能夠在白天擋住陽光,並在夜晚減緩地表輻射散熱,讓洞穴內部溫度達到異常的穩定狀態。

這份建模研究的早期結果曾被用來協助設計「月球潛水員(Moon Diver)」任務中,一台負責潛入月球坑中進行探勘測量的兩輪月球車。

雖然這個計畫未付諸執行,但研究團隊中許多科學家也投身設計最新的 L-CIRiS ,一台預計在 2023 年登陸月球並前往月球南極的熱成像攝影機。這些任務都是為了取得更完整的月球天氣資訊,為了後續的登陸計畫進行準備。

除了維持氣溫穩定之外,這些遮蔽岩層應該還能擋住不少宇宙射線和小行星的入侵,某種程度上簡直就是一個小小大氣層。這些受到遮蔽的洞穴內部或許將是月球上最適合人類移居的地點。正如同舊石器時代的人類利用洞穴遮風擋雨,首批移居月球的人類或許也將從地底洞穴出發。

 看來人類移居月球的願望,出現一線曙光。 圖/GITHY

參考資料

  1. Horvath, T., Hayne, P. O., & Paige, D. A. (2022). Thermal and Illumination Environments of Lunar Pits and Caves: Models and Observations From the Diviner Lunar Radiometer ExperimentGeophysical Research Letters49(14), e2022GL099710.
  2. NASA’s LRO Finds Lunar Pits Harbor Comfortable Temperatures
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linjunJR_96
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清大理工男。不喜歡算數學。喜歡電影、龐克、和翻譯小說。不知道該把科普當興趣還是專長,但總之先做再說。

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烘焙東西軍,有添加麵包 vs. 無添加麵包,今天想吃哪一道?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2022/09/20 ・2178字 ・閱讀時間約 4 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

本文由 家樂福食物轉型計畫 委託,泛科學企劃執行。

  • 文 / 陳彥諺

《烘焙東西軍》熱映開播啦!這一集真的很「熱」,因為節目邀請到了兩位烘焙達人來到現場熱烘烘的烤!麵!包!

第一位華麗登場的,是有著亮麗小鬍子、動作咻咻咻超有效率的「有添加師傅」,另外一位古意老實、動作慢條斯理的,則是近年來越來越被看重的「無添加師傅」——這是一場「有添加」與「無添加」的世紀大對決!

《烘焙東西軍》這次邀請了「有添加師傅」和「無添加師傅」來烤麵包。圖/家樂福提供

「有添加」與「無添加」的世紀大對決

外表亮麗的有添加師傅,其實早已憑著「三好」稱霸市場多年。所謂的三好,是好快、好吃、好美!為何會這麼說呢?

食品添加物存在於食品中許久,早期因為食物加工技術不夠精良,為了食品安全無虞,便添加可以讓食物安定的添加物,延長保存期限。又因為食品添加物可以改變食品的外觀、口感、縮短製作時程等,因此,長期以來受到業者及消費者的偏愛。

有添加師傅憑著「好快、好吃、好美」稱霸市場多年。圖/家樂福提供

不過,近來由於食安事件頻繁,食品添加物早已偏離了原先讓食物安全的初衷,在追求好吃、好快、好美的背後,卻可能造成身體上的負擔與健康風險!製造過程是否安全合理?乾淨衛生?也是打了許多問號。

再加上現在因健康養生的意識抬頭,消費者們越來越注重吃下肚子的食物成份,開始努力追求簡單無添加。也因為隨著食品加工技術越來越棒,能夠透過改善製程,有效減少添加物的必要性。終於,在消費者意識抬頭、技術成熟等各方條件皆備下,古意老實、耗費工時的無添加師傅,多年以後,開始受到矚目啦!

在這場世紀對決中,有添加師傅在民眾都還來不及反應時,就已經做好了熱騰騰的麵包,每一個麵包都飽滿好看、香氣濃郁,簡直是施了魔法一樣!但見到這麼多食品化工添加物做出來的麵包,難道就不能有更健康的材料選擇或做法嗎?

反觀無添加師傅,他按部就班的從麵粉開始精心挑選,接著再逐一加入可以溯源的材料,接下來,順應麵包的特性自然發酵。即使有添加師傅已經端出熱騰騰的麵包了,無添加師傅仍然不為所動,他循序漸進,寧可耗時製作,堅持做自己的無添加麵包。

無添加師傅之所以堅持,那是因為他秉持著麵包不用任何添加物,不講求快速便利,用純淨的原料配方、遵循傳統法國工法,做出來的麵包也可以照樣香氣四溢、美味好吃,更重要的是每一口都吃的健康又安心!

無添加師傅堅持不用任何添加物,不講求快速便利,用純淨的原料配方、遵循傳統工法。圖/家樂福提供

當兩位師傅的麵包端上評審桌⋯⋯

有添加師傅的麵包外表金黃澎潤漂亮,無添加師傅的則是外表非常質樸。

不過,當評審們吃下麵包後,外表質樸的無添加師傅,竟然擄獲了評審們的心!

怎麼辦到的呢?這是因為花了較多時間製作的無添加麵包,保濕度較佳,口感也較有層次。當評審一口接著一口品嚐,會發現吃的都是食物的鮮甜原味—無添加麵包是名為「裸麵包」的寶藏男孩啊!他不同於外表上看起來質樸敦厚,只要用心切開,裏頭包裹著滿滿新鮮在地的果乾和堅果,是誠心誠意的美味。

烘焙界的寶藏男孩「裸麵包」,是怎麼來的?

堪稱烘焙界的寶藏男孩「裸麵包」,是來自於家樂福自製的烘焙產品。長期關注食物真實性與為顧客把關健康的家樂福,2014 年就開始著手了「無添加驗證計畫」,也在 2019 年取得了「A.A. 無添加驗證標章」,更透過第三方專業機構親赴產線檢驗、不定期抽查等層層審核程序,取得了嚴謹認可。

要打造寶藏男孩般的「裸麵包」,並不是容易的事。許多標榜安心安全的麵包,都只能做到製程及配料上的無添加;而追求極致的家樂福,自製白吐司則從特製 100% 的無添加麵粉開始,掌握源頭,做最純淨、最真實且赤裸的麵包。

這是一款依循歐盟規範,取得 A.A. 無添加標章,第三方驗證後可信賴的麵包。

這是關注在地的暖心麵包,嚴選在地好食材、講求動物福利,選用當季水果、非籠飼雞蛋、透明鮮奶、以安佳奶油取代人造奶油⋯⋯。

這是減塑又減廢,以醜蔬果製作配料,減少食材浪費,更導入環保包材,友善環境的麵包。

烘焙東西軍「有添加師傅」與「無添加師傅」的對決,我們看到了,天公疼憨人,穩扎穩打、工法較繁複的無添加製程,受到消費者的青睞——這一場對決,由純粹、誠實、充滿善意的裸麵包,「無添加師傅」獲勝。

【家樂福食物轉型計畫】烘焙東西軍「有添加麵包」v.s.「無添加麵包」的世紀對決,今天你選哪一邊?影/YouTube
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