“嫦娥石”之后，月球還有哪些新奧秘？

2023年9月9日是我國科學家在“嫦娥五號”采回的月壤樣品中，發(fā)現(xiàn)月球新礦物“嫦娥石”1周年的日子。“嫦娥石”是人類在月球上發(fā)現(xiàn)的第六種新礦物，我國也成為世界上第三個在月球發(fā)現(xiàn)新礦物的國家。

“嫦娥石”是一種磷酸鹽礦物，存在于月球玄武巖顆粒中，伴生礦物有鐵橄欖石、單斜輝石、鈦鐵礦、鈣長石、斜鋯石、方石英、隕硫鐵和玻璃等。“嫦娥石”的發(fā)現(xiàn)不僅豐富了人類已知的月球礦物種類，更重要的是開啟了月球地質研究的新篇章，為后續(xù)研究月球起源和演化提供了重要線索。在過去的一年里，科學家圍繞月壤有哪些新的研究進展？又有哪些新的發(fā)現(xiàn)值得期待呢？

顯微鏡下的月球土壤顆粒

首先，科學家證實了月表水的重要“儲庫”。我國科學家通過紅外光譜和納米離子探針對嫦娥五號月壤樣品開展研究分析，發(fā)現(xiàn)嫦娥五號礦物表層中存在大量的太陽風成因水，并估算出太陽風質子注入為嫦娥五號月壤貢獻的水含量至少為170ppm，相當于每噸月壤中至少含有170克的水。該研究證實了月表礦物是水的重要“儲庫”，后續(xù)月表“水庫”的發(fā)現(xiàn)可以為人類開展月球科研、探測及資源開發(fā)活動提供重要支持，也可為未來月球基地建設、人類登月并駐留月球上“就地取材”，提供資源保障。

之后，科學家揭秘了月球年輕火山成因之謎。我國科學家通過對嫦娥五號月球樣品中玄武巖的研究，證實月球火山活動可以一直持續(xù)到20億年前，刷新了人類對月球巖漿活動和熱演化歷史的認知。研究發(fā)現(xiàn)，嫦娥五號玄武巖的初始巖漿含有更高的鈣和鈦，推測可能因為源區(qū)含有更高的巖漿洋晚期形成的單斜輝石-鈦鐵礦堆晶體，導致月幔熔點降低，誘發(fā)年輕火山的形成。此研究工作量化了月球內(nèi)部緩慢冷卻的熱演化過程，為“月球年輕火山成因”這一重要科學問題提供了全新的解釋，將深化人們對月球起源和演化的認識。

科學家還揭示了月球延壽8億年的秘密。月球形成于約45億年前，但其質量大約只有地球的1%。如此小的天體，理論上應該快速冷卻，早早停止火山活動，成為死亡星球。

月球玄武巖是月幔部分熔融形成的巖漿，經(jīng)火山噴發(fā)至月表冷卻結晶形成的巖石，其為認識月幔物質組成和演化提供了重要窗口。我國“嫦娥五號”帶回的年輕玄武巖，為估算月球晚期火山噴發(fā)強度提供了直接樣品研究機會。研究結果表明，在月球晚期，即距今約20億年前，仍然有大規(guī)模巖漿噴發(fā)。將研究結果放在整個月球火山噴發(fā)歷史上來看，可以發(fā)現(xiàn)月球火山噴發(fā)規(guī)模并非想象的從早期到晚期連續(xù)性降低，而是以間歇性噴發(fā)的方式在降低。這些研究使此前已知的月球地質壽命延長了約8億年，刷新了月球演化傳統(tǒng)認知。

此外，2023年3月中英學者在嫦娥五號月球樣品中，測量到撞擊玻璃珠中的水，發(fā)現(xiàn)玻璃珠中的水含量從邊緣向中心逐漸遞減；2023年5月我國科學家發(fā)現(xiàn)多種類型、不同起源的月球玻璃物質，在嫦娥五號月壤中首次發(fā)現(xiàn)天然玻璃纖維；2023年7月，我國科學家研究月壤樣品的保溫、抗剪性能等關鍵科學問題，肯定了在月球表面利用月壤加工生產(chǎn)玻璃建材的可行性，為未來月球車、科研站建設、載人探月等任務提供參考……這些研究成果將從不同角度服務我國未來月球探測任務。

月球土壤是否可以用于農(nóng)業(yè)種植？月球土壤能否蓋房子？月球能否提供人類駐留的資源？月球能否成為人類太空旅游的第一站？……關于月壤的研究仍在緊張地開展，也必將為人類揭開更多月球的奧秘。（作者：范珊珊 圖片來源：中核集團 把關專家：中國航天科技集團科技委副主任 江帆）