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嫦娥五号帶月壤返回地球的影響

生活 更新时间:2024-07-28 12:26:22

最近,嫦娥五号任務第一批月球科研樣品發放儀式,标志着月球樣品科學研究工作正式啟動。

中國科學家将通過對首批月球樣品的研究,了解月球表面過程、火山活動年齡、月球演化過程、礦物與揮發分組成等方面的數據。從而對月球與行星演化,行星宜居性等方面産生新的認識。除此之外,這些獲取的新數據也将對我國後續月球與深空探測具有重要的指導作用。

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而在此之前,中國科學家已經對嫦娥五号帶回的月球樣本進行了初步的分析研究,并且發布了月壤放大6倍、20倍、40倍的照片。

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從公布的嫦娥五号月壤顆粒放大視角來看,月壤顆粒中含有多種不同顔色的顆粒,而不同顔色的顆粒也代表了不同成分。其中,褐色多為玻璃;黃色部位為玻璃,部分為橄榄石;白色多為長石和輝石;複合物顆粒則為岩石碎屑。這裡的玻璃指的是“玻璃狀物質”或“玻璃體”。表層月壤在遇到高速撞擊、熔融和氣化後,在冷卻過程中會形成“玻璃體”。

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但我們知道,1978年,美國曾經送給我們1克月壤,主要成分是輝石、斜長石、钛鐵礦和橄榄石,并基本上沒有什麼“玻璃狀物質”。

同樣是月壤樣本,為什麼兩者存在明顯差異,難道是美國登月造假?

為什麼會存在明顯差異

其實并不是,存在差異這是正常的,月球不同單元的月壤暴露于月表的時間有長有短,遭受空間風化 ( 主要是隕石和微隕石撞擊、太陽風和高能宇宙射線轟擊)的程度和成熟度也各不相同,成熟度的差異導緻月壤粒度各異。

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月壤成熟度越高,平均粒度越細,一定體積月壤中大塊岩石的含量就越少。

其中,蘇開采的月球樣本大多來自月球正面中低緯度的月海區域,形成年齡集中在32-46億年前。

而嫦娥五号是從呂姆克山脈附近采集的月壤樣品,呂姆克山脈位于雨海紀與愛拉托遜紀玄武岩層交界處. 呂姆克山脈上聚集了30座由火山熔岩冷卻形成的環形月丘,月丘有數百米的緩坡,表面均勻平滑,具有很強的月海地層光譜特征,那裡存在大約13億至20億年前的玄武岩。形成時間不同,肯定成分也會有明顯差異。

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另外,中國嫦娥五号從月面采回月壤之後,全程密封封裝,沒有受到任何污染,而美國當時依靠的是人工采集,返回地球的時候遭受了不同程度的污染。

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所以,中國和美國之間的月壤樣本存在差異,這是非常正常的事情。

美國月壤為何不可能造假

那美國月壤有沒有可能是造假的呢?美國曾經送給中國1克土壤,根據中國科學家對這1克月壤的分析,可以肯定這的确是真的月壤,因為月壤是不可能造假的。

月壤是月球表面覆蓋着一層結構松散的混合物,其主要由岩石的碎屑、粉末以及太空外來物質撞擊月球而形成的熔融玻璃等複雜物質組成的。月球上為 1/6g 的小重力真空環境,無風,水,等外營力與生物等因素,所以其土壤生成條件和地球相差甚大。一般來說月壤的形成主要有三個影響因素: 1 宇宙塵埃與隕石的撞擊;2 宇宙射線(太陽紫外線,X 射線,伽馬射線等)和太陽風粒子的持續轟擊破壞岩石的結構;3 大幅度晝夜溫差導緻岩石熱脹冷縮從而破碎。

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美國贈送的月壤樣本

月球與地球上巨大的環境差異也造成了月壤的幾何性質與力學性質等方面均與地球土壤存在較大差異,月壤顆粒的表面往往存在棱角、鈎角、鋸齒等不極規則結構,由于沒有水,風等外營力的作用,其表面相對凹凸, 大粒徑顆粒往往具有蜂窩狀氣孔結構。月壤顆粒形狀各異,長條狀,類三角形, 類四邊形狀等常見的結構使得無法用常規的幾何方法去描述月壤顆粒。這種幾何特性使月壤的摩擦角和内聚力都大于普通土壤(摩擦角在 40°-50°之間)。所以一般可通過對顆粒幾何性質參數的描述(費雷特直徑、延伸度、圓度、凹凸度等)去定義月壤顆粒。

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美國月壤内部成分

中國曾組織多個科研院所各自從多個角度對樣品進行了分析,相關的調查結果彙集在14篇論文中,美國贈送給我們的樣本在粒度分布、顆粒形态、顆粒比重、孔隙比和孔隙率、電性和電磁性質、壓縮性、抗剪性、承載力等方面都與地球土壤存在差異,所以是真的月壤無疑。這也可以證明美國的确是成功登月過。

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美國曾經送給荷蘭一塊假的月壤樣本,一檢測就被發現是假的,這也側面可以證明,月壤是做不了假的。

總結

中國月壤樣本和美國月壤樣本的明顯差異,反而說明了中國帶回來的樣本價值,這也是為什麼美國會想要中國月球樣本的原因。

可以說,中國嫦娥五号帶回來的月壤是美國俄羅斯都沒有的樣本,它記錄了月球晚期熱演化的重要信息, 是了解月球末期岩漿活動的鑰匙, 極具研究價值.,通過對這裡月壤樣本的分析對于認識風暴洋乃至月球晚期的熱演化具有重要意義。

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中國行星科學家團隊在 《自然・天文》雜志 發表的一項研究,就根據月球土壤的演變,發現地月系統遭受的撞擊物在 35 億年前後發生了變化,而還為揭示太陽系早期巨行星的動蕩曆史提供了新的思路和線索。美蘇的月壤樣本對于月球研究是不夠全面的。

除此之外,這裡土壤體質更年輕,富有鈾、钍、鉀等放射性元素,可以說對中國未來開發月球将會有重要的幫助。

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接下來,中國第二批月球樣本将贈送給其他國家,各位覺得,應該回送給美國嗎?

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