月球表面-外逸层连接

月球的外逸层，被太空和月球表面的空旷所包围，是一种非常薄的大气层，原子很少发生碰撞。这种环境主要由中性原子和分子组成，是由来自太阳的辐射、放射性衰变和陨石轰击的相互作用创造的，并通过向太空的损失和循环回到地表来平衡。

太阳能H溅射⁺和他⁺⁺以低能向外逸层喷射月球物质;其中一小部分是电离的物种。关于行星表面成分的直接信息是由溅射的二次离子携带的，这些二次离子可以通过航天器离子质谱仪观测到。对月球的WIND、SELENE、AMPTE和LADEE任务的测量已经探测到外逸层中的光电离中性离子和次级离子，包括:H₂⁺,他⁺C⁺, Na⁺阿,⁺,艾尔。⁺,如果⁺K⁺、有限公司⁺,基于“增大化现实”技术⁺、铁⁺, Ca⁺[Hilchenbach等人1993;斯特恩1999;Yakota等人2009,2014;王志刚，王志刚，等。2015 .中国生物多样性研究进展[j]。

太阳风衍生二次离子与月球表面成分的关系

为进一步了解月面成分与太阳风引出的二次离子之间的关系，指导航天器质谱仪的设计，在4kev He期间获得了二次离子质谱(图1)⁺对阿波罗任务返回的月球土壤进行辐照。对于月球模拟物，使用了两种成熟土壤样品，mare 10084和highland 62231的< 1 mm颗粒，以及康宁玻璃月球模拟物和硅酸盐矿物橄榄石。采用x射线光电子能谱(XPS)对样品的表面组成进行了测定隐式分析EQS二次离子质谱仪用于获取SIMS光谱。

在这篇文章中，正的SIMS光谱是在喷射离子能量从2到36 eV处测量的，这被认为是一个仪器透射率作为能量的函数几乎是恒定的范围。在光谱采集前，对质量分数为27 (Al⁺）.在SIMS数据采集过程中，样品表面使用低能量(≤4ev)电子进行电荷中和，因为月球土壤在离子轰击下带电相当大。

图1所示。成熟月壤10084和高原土壤62231的4kev He从地表喷射出10ev离子的二次离子质谱⁺．铜⁺是一种杂质，不是样品固有的。

溅射的二次离子强度与表面组成没有一一对应关系，但这些强度依赖于一次离子类型、固体基体的局部组成和原子电离势。因此，确定与感兴趣的目标密切匹配的已知成分的校准标准的产率是至关重要的。建立了物种依赖的相对产率因素，以关联二级离子计数率与原子表面组成。为了预测行星卫星、小行星和其他无空气天体的溅射离子谱，可以将校正因子与太阳风轰击的蒙特卡罗模拟结合使用[Schaible等人，在准备中]。

此外，观察到SIMS谱线随注量而变化，只有在~4 × 10后才达到平衡¹⁷他⁺厘米^－２(大约在月球表面存在9000年)。光谱表明，离子辐照优先去除弱结合的物种，如O和Na，在较难处理的材料:Mg, Al, Ti, Ca和Fe中富集表面。欧洲杯足球竞彩对选定的质量也采集了二次离子能谱，如图2所示。结果表明，在15 eV以下，分布迅速上升，然后随能量缓慢下降，典型的绝缘表面。

图2。4kev He在成熟月壤10084中喷射二次离子的能谱⁺．

结论

本文论证了在实验室中在几分钟内测量由太阳风型离子从月球土壤中喷射出的可观数量的二次离子的可能性。这些测量可以帮助指导对月球的探索，并了解其他暴露在磁层、太阳风或电离层离子下的无空气行星体的表面组成。

图3。在改进的PHI 560 XPS/SAM系统上建立了hidden Analytical EQS二次离子质谱仪的实验装置

项目总结:

C. A. Dukes和M. J. Schaible
维吉尼亚大学
原子与表面物理实验室，
22904年弗吉尼亚州夏洛茨维尔
美国

论文参考

C. A. Dukes & R. A. Baragiola(2015)“月球表面-外逸层连接:从阿波罗土壤中测量二次离子”，伊卡洛斯255,51 -57

参考书目

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《地球物理研究学报》(Journal of Geophysical Research)

(1999)月球大气:历史、现状、问题和背景，地球物理评论，37,4,453-491。

Yokota, S.， Saito, Y.， Asamura, K.， Tanaka, T.， Nishino, M.N, Tsunakawa, H.， Shibuya, H.， Matsushima, M.， Shimizu, H.， Takahashi, F.， Fujimoto, M.， Mukai, T.， Terasawa，。(2009)利用搭载在SELENE (KAGUYA)上的MAP-PACE IMA首次直接探测来自月球的离子，地球物理学报。卷。L11201仅36岁。

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这些信息已经从Hiden Analytical提供的材料中获得，审查和改编。欧洲杯足球竞彩

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