В такой формулировке вопрос бессмыслен, поскольку «земная пыль» может означать что угодно: от частиц глины и талька до фрагментов кошачьей шерсти. Давайте перефразируем вопрос, чтобы вникнуть в физическую суть проблемы.
Почему отпечатки ботинок оставляют четкие следы на лунном реголите, если отпечатки ботинок на большинстве земных почв быстро разрушились бы без влаги, склеивающей частицы?
Сначала давайте обсудим песок, поскольку это лучший из имеющихся у нас примеров земной почвы, на которой не остаются отпечатки в сухом виде, а также поскольку большинство других земных почв содержат органические вещества, делающие сравнение по сути бессмысленным. Органика будет выступать в качестве "буфера".
Полезно узнать, что при подготовке керамических образцов из порошка готовится шихта. Она состоит из оксидного порошка (основы керамики) и пластификатора из органики. Порошок сначала обильно смешивается, например, с поливиниловым спиртом, затем высушивается и заново перемешивается в сухом состоянии и измельчается до частиц. Вроде бы всё также, а нет - каждая частичка порошка обволакивается органической капсулой. В данном случае из поливинилового спирта. Когда частицы спрессовываются вместе в брикет, то прослойка из органики работает как клей, а при спекании она выгорает. Весь этот длинный пример нужен для того, чтобы вы оценили роль органики в таком процессе. Потому мы и отмечаем, что наличие органики не позволит сравнивать пыль на Земле и на Луне.
Теперь смотрим на песок в пустыне. Вот свежие отпечатки обуви или ботинок на сухом песке:
Вы можете видеть отдельные песчинки. Это потому, что на Земле есть ветер и вода, и всякий раз, когда частицы выветривания песка становятся меньше определенного размера, образовавшаяся пыль сдувается или смывается и в итоге попадает в раствор, образуя осадок где-то и/или химически реагируя с какой-то поверхностью.
Это означает, что природный песок на Земле имеет довольно постоянный размер зерна, с небольшим количеством крупных или мелких частиц. Это также означает, что земной песок по сути представляет собой кучу маленьких кремниевых шариков:
Видите все эти закругленные края? Они возникают из-за постоянного движения частиц друг относительно друга под действием ветра или волн. Примерно также обтачивается галька на пляже и получается ровный и аккуратный круглый камень.
Ну а на Луне нет ни ветра, ни волн. Лунная пыль образуется в результате постоянной бомбардировки поверхностных пород метеоритами, большими и малыми, на протяжении миллионов лет. В отличие от Земли, здесь нет ветра, который уносил бы пыль, и нет воды, которая могла бы заставить ее химически связываться. Она просто накапливается, придавая реголиту фрактальную симметрию валунов, больших и малых.
Лунная пыль намного меньше земного песка, и видите все эти зазубренные края? Они легко скрепляют частицы вместе. Кроме того, на Луне нет воздуха между частицами, чтобы смазывать или «распушать» их. Там просто пыль, осевшая за миллионы лет ударов и лунотрясений и крепко сцепленная вместе.
Обратите внимание, насколько мелкая пыль внутри сжатого отпечатка. Нетронутая поверхность выглядит более грубой, поскольку она состоит из частиц выброса всех размеров, которые упали после ударов метеоритов, оставляя «пушистую поверхность».
Самое близкое к лунному реголиту вещество на Земле - это каменная пыль из механической дробилки, которая не подверглась воздействию атмосферных условий.
Лунный реголит имеет более мелкий размер зерна, чем даже цемент, и он электрически заряжен, что еще больше помогает частицам слипаться. Это сильно отличается от песка или других земных почв, которые обычно содержат больше летучих веществ и органики, и по крайней мере немного влаги.
Дышать такой пылью невероятно опасно, а отсутствие как таковых реологических свойств (способности сыпаться) делает материал неприятным во всех смыслах. Известно, что астронавты, побывавшие на Луне, с большим трудом справлялись с лунной пылью. Она налипла на всё, что можно и не хотела отваливаться. Очевидно, что это связано с её структурой.
---
⚡ Обязательно подпишитесь на Telegram проекта и читайте эксклюзивные статьи! Обновления каждый день!