隨著嫦娥五號的發射成功,嫦娥五號此次肩負著重要的使命,就是從月球采集土壤,我國開啟了航天史的新階段,很多人不了解,為什么要花費如此多的心血從月球上“挖土”呢?月球上的土壤到底有什么特別之處呢?下面就來詳細了解一下。![]() 嫦娥五號登月效果圖 為什么要從月球采集土壤? 1969年7月20日,阿姆斯特朗和奧爾德林成為了首次踏上月球的人類,這是人類探索太空的一次偉大進步,其中,所帶回來的月球土壤樣品成為了關于月球最為珍貴的東西。此次嫦娥五號也執行迄今為止我國最復雜的航天任務就是采集月球土壤。那么,為什么要從月球采集土壤,月球的土壤藏著什么秘密呢? 通過對月球土壤的研究,能夠幫助科學家們,近距離接觸月球的巖石、土壤性質,使得月球距離我們更近,在顯微鏡下,其神秘面紗也被層層揭開。 ![]() 阿姆斯特朗登月時 美國史密森尼國家自然歷史博物館地質學家埃里克·賈文曾撰文表示,來自月球的巖石徹底改變了我們對月球表面性質、月球起源以及太陽系演化三大問題的認識。 除了認識月球,還幫助科學家確立了現代行星科學,為認識各類行星的地質演化過程提供了參考。此次,嫦娥五號將帶回的“高價土”,包含月球巖石碎塊、礦物及隕石等物質,能幫助科學家研究月球地質演化歷史、了解太陽活動,也將為人類開采月球資源鋪平道路。 月球土壤和地球土壤有什么區別? 月球的表面不是堅硬的巖石,而是覆蓋了一層松散的土壤,科學家稱之為“月壤”。人類目前擁有的月壤,均來自9次探月任務。阿波羅登月計劃的6次任務,一共從月球正面的6個不同地點采集并帶回了382公斤的月球樣品,其中約1/3是月壤;蘇聯的3次月球號任務,也采回了300克左右的月壤樣品。 通過對這些樣品的研究,科學家們發現,除了粒度都很細小之外,月球與地球上的土壤有很大的差異。 地球上的土壤大家都很熟悉,是一層疏松的物質,是由巖石風化形成的細粒礦物質,添加了有機質和水,含有微生物等。地球上土壤的形成,除了化學、物理作用之外,生物的活動是其最重要的特征。此外,我國西北地區廣泛分布的黃土,是一種比較特殊的土壤,主要由風力搬運、沉積形成。黃土逐年堆積,因此還記錄了長達200多萬年的氣候變化歷史。 由于沒有大氣,月壤被直接暴露在太陽輻射和微隕石的轟擊之下,組成和物理性質發生改變,科學家們將這個過程稱為“太空風化”,從而與地球上在大氣、水和生物共同作用下的“地表風化”相區別。 ![]() 登月效果圖 月壤的形成過程沒有生物活動參與,沒有有機質,還極度缺水干燥;組成月壤的礦物粉末基本是由隕石撞擊破碎形成,因此,粉末顆粒的銳角十分鋒利。 不僅如此,月球沒有磁場保護,太陽風(主要由氫離子等組成)會注入到粉塵顆粒表面,將礦物中的二價鐵離子還原成納米金屬鐵微粒,從而改變其電磁特征、光譜特征(顏色)等。 另外,月球表面經常被隕石以每秒10多公里的速度撞擊,巨大的能量會使月表一部分物質熔融,形成玻璃,還有一部分物質氣化,再重新凝結,成為月壤組成的一部分。 ![]() 月球隕石坑 月壤的主要成分有哪些? 月壤中絕大部分物質是就地及鄰近地區物質提供的。由于月球幾乎沒有大氣層,月球表面長期受到微隕石的沖擊及太陽風粒子的注入,太陽風粒子的注入使月壤富含稀有氣體組分。由于太陽風離子注入物體暴露表面的深度一般小于0.2μm,因此這些稀有氣體在細粒月壤中平均含量最高,有些月壤細粒粉末中稀有氣體含量高達0.1——1cm3/g(標準狀態下),相當于1019——1020原子/cm3。在整個月球演化史中,由于外來物體對月球表面的頻繁撞擊,月壤物質幾乎完全混合,在深達數米的月壤中這些稀有氣體的含量較均勻。 在月壤的稀有氣體中,還含有氦3。氦3能夠參與核反應聚變。月壤中氦3的含量較為穩定,月壤中氦3的資源總量可達100萬——500萬噸。而地球上天然氣可提取的氦3是非常少的,只有15——20噸。 月球中還有,月海玄武巖中的鈦、鐵等資源,克里普巖與稀土元素、釷、鈾等資源 (克里普巖(KREEP)是高地三大巖石類型之一,因富含K(鉀)、REE(稀土元素)和P(磷)而得名)此外,月球還蘊藏有豐富的鉻、鎳、鉀、鈉、鎂、硅、銅等金屬礦產資源 ![]() 科幻片《火星救援》劇照 火星上的土壤可以帶回地球嗎? 看到月球的土壤可以帶回地球進行研究,很多人會問,為什么不帶火星的土壤進行研究呢?與其說,技術還未達到,不如說,科學家們不敢把火星土壤帶回地球,這是為什么呢? 大家都知道,火星被認為和地球非常像,科學家們認為,太陽系內火星很可能出現過生命, 而如果火星曾經出現過生命,那么,這些生命因為什么而滅絕呢?如果火星上的生命是因為病毒而毀滅的,那么火星的土壤中,可能就是蘊含著病毒的因素。而強行將火星的土壤帶回地球,也許會導致病毒爆發。這將是非常可怕的后果。因此,目前科學家還無法把火星的土壤帶回地球。 延伸閱讀: 為什么月亮上沒有聲音? 為什么早晨和傍晚的太陽是紅色的? 為什么有人說看見過“多個太陽和月亮”? 為什么太陽從東方升起,向西方落下? 為什么我們只能看到月球的一面? |