神秘的月壤长啥样?记者揭秘

 2021-08-26 17:39:51    1  

2020年12月,嫦娥五号返回器携带约1731克月球样品安全返回,这是人类时隔40多年后再次成功采集到月壤。这些来之不易的珍贵月壤如何使用,一直备受关注。今年7月12日,第一批月球科研样品发放,来自13所科研机构的31份样品借用申请获得通过。目前,第二批月球科研样品的申请正在进行中,月壤的科研样品是什么样子?哪些机构能够通过申请?让我们来一探究竟。

嫦娥五号带回的月壤由探月工程地面应用系统的承担单位——中科院国家天文台,负责保管。第二批月球科研样品仍将采取开放式申请的模式进行发放。公众可通过访问中国探月与深空探测网,进入月球与深空探测科学数据与样品发布系统,获取有关信息,进行科研样品申请。

神秘的月壤长啥样?记者揭秘

探月工程三期副总设计师地面应用系统总师 李春来:能够申请来做深入研究的样品至少是三种,一种样品是原始的,就是没有经过任何处理的月球的粉末样品,还有一种是我们已经挑选了里面的一些粗的颗粒,也是一些玄武岩的颗粒物质。另外一种就是我们已经把样品制好了,把它已经放在树脂里面固好了,然后把它磨出来一个平面,我们叫光片。

光片就是一面被磨平并抛光过的岩石标本,便于进行电子显微镜观察和电子探针研究,这种样品可以减少实验对月壤的损耗,从而能够让更多的机构和个人参与研究。

神秘的月壤长啥样?记者揭秘

探月工程三期副总设计师地面应用系统总师 李春来:样品的申请是对国内科学家和国内的研究单位公开的,要进行全面的评审和考核,申请样品的单位和个人有没有这个水平,有没有设备去做这个研究,最后根据大家的评估,才会把这个样品交给你去做研究,这个过程还是比较严格、比较科学的。

据了解,第二批月球样品申请将于9月15日结束。

嫦娥五号带回的月球样品,有着极高的科研价值。这些样品到底长啥样,它存放在什么地方?在获得许可之后,总台央视记者独家进入了嫦娥五号月球样品的存放地,一起来看看这些珍贵的地外土壤。

实验室需三人通过钥匙、密码和虹膜识别才能打开。

在中科院国家天文台,保存月球样品的实验室被多项安全措施保护。打开实验室大门,需要三人同时在场,通过钥匙、密码和虹膜识别才可以打开。

月球样品按不同获取方式进行编号

进入实验室,嫦娥五号带回的月球样品按照不同的获取方式进行了编号,封存在玻璃瓶内,直观看上去月壤呈黑色。经过允许,科研人员让记者近距离接触了实验箱里的月壤样品。

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总台央视记者 李宁:大家看到我手伸入实验箱比较困难,那是因为我们整个实验箱是充满了氮气。氮气是一种惰性气体,这样就保证它和月壤接触不会发生化学反应,同时也保证了实验环境的密闭状态。

这个月壤样品可以看到一个代码:CE5C1000。前面的CE5就代表嫦娥五号,C是代表它的取样方式,我们知道在嫦娥五号取样过程中,是有两种方式的。一种是铲取,也就是通过小铲子来取表面的样品。还有一种是钻取,去取月球更深层次的样品。C就代表它是铲取,后面数字就代表它的编码。

在这个铲取样品的下方就是钻取样品,可以看到上面有一个数字是第6段,当时我们在做钻取的时候一共是分成了11段,这一部分就是第6段取出的钻取样品,这是第11段,是钻取的最浅的一段,这个数字编排是倒着的,从浅往深依次是11、10、9直到1。

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在存放月球样品的实验室,不同的种类可以提供给不同研究方向的实验使用,将月壤损耗降到最低。

探月工程三期副总设计师地面应用系统总师 李春来:初始就10个瓶子,从10个瓶子里面还要分出很多样品来,每一个样品都编个号,现在颗粒有1000多个。现在可以供大家申请的样品有将近30个,包括颗粒、粉末、光片。

李春来介绍,不同于地球表面的土壤,受到多种因素的影响,月壤的颗粒都相对较小,目前,嫦娥五号采集的样品,平均粒径大概只有10微米。

显微镜下月壤颗粒呈彩色

乍看之下,这些珍贵的月壤和地球上的土没有多大区别。然而,事实果真是如此么?这些看起来并不起眼的月壤究竟是什么样子?

总台央视记者 李宁:这个就是用来展示的月壤样品,直观地看,它就是黑乎乎的一片。但是,如果我们把它放到一个高倍显微镜下,就会看到一个五彩斑斓的世界。

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探月工程三期副总设计师地面应用系统总师 李春来:我们挑选了一些比较大的月球颗粒,一毫米以上的大颗粒我们挑选出来的时候,它的表面会沾满了细的月尘,这尘埃我们用酒精把它清洗下来,洗下来的尘埃,我们就作为收集样品,可以拿来做一些展示。在显微镜下放大了10倍以后,我们可以看到一些颗粒的本身就不是这个黑色的了,不同的矿物就会显示出不同的颜色,比如说黄绿色的,一般来讲是橄榄石,白色的一般是硅酸铁镁矿物。

李春来说,通过这些发现,就可以初步判断,月球上曾经也有过像火山喷发的情况。

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探月工程三期副总设计师地面应用系统总师 李春来:我们的玄武岩就是火山喷发形成的,我们的月海的岩石都是火山喷发产生的,就跟我们地球上的火山岩是一样的成因。

通过对月壤中元素含量的研究,可以对未来月球的开发与利用提供科学依据。

研究月球了解地球的过去与将来

月球距离地球有38万公里,我们的科研工作者历尽辛苦把月球的土取回来,究竟有什么用?他们又会进行怎样的研究呢?

关于月球形成的原因有很多种学说,很多科学家认为月球是45亿年前宇宙中发生的一次大碰撞而形成的。这种学说认为,在地球形成的早期,曾经有一颗星球撞击了地球,将地球的一部分撞了出去,相当多的碎石开始围绕地球运行,逐渐形成了现在的月球。

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中国科学院地质与地球物理研究所 李献华院士:太阳系刚形成的时候是没有月球的,但是有原始地球。一个跟火星大小的星球撞击了原始地球,经过碰撞,好多东西甩出去了,形成了月球,形成了我们现在的地月系统。

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许多现象为碰撞说提供了佐证,科学家通过对阿波罗计划带回的月球样品分析,发现月球上有很多和地球上相似的元素,由此可见,月球很可能与地球同源,这就让对地球历史的研究变得有迹可循。

中国科学院地质与地球物理研究所 李献华院士:研究地球本身是很困难的,因为地球太活跃了,所以把很多老的信息都抹掉了,所以地球上现在能看到最早的岩石是40亿年前,而40亿年前的岩石,在其他星球是很常见的。所以我们可以通过其他星球的研究来推断地球早期的样子,其他星球“死”掉了,地球的生命周期还有多少年?

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通过对月球的研究,不仅可以了解地球的过去,甚至还可以看到地球的未来。一个星球的质量越小,它的演化速度就越快,所以月球的演化速度比地球要快得多。

探月工程三期副总设计师地面应用系统总师 李春来:它的演化状态到现在和地球完全不一样,对地球以后演化的历史是不是有什么启示?我们地球是不是也在往这个方向演化?这都对我们后面地球演化趋势的认识提供了一个很好的借鉴。

李春来介绍,人类对火星的探索同样也对研究地球有着重要的意义。

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探月工程三期副总设计师地面应用系统总师 李春来:在月球和地球之间正好有个火星,火星的直径大概是地球的一半,而月球的直径又基本上是火星的一半,所以这三个球的演化历史,它的速率,它的体重或者它的体量就代表了不同的演化速度,相当于三个不同的化石,能够研究它们的不同演化阶段和演化历史。

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