嫦娥带回来4斤的月壤为何如此重要,月球探索对中国有什么意义?

森罗万象籍 2025-04-15 17:52:57

月球高悬于地球夜空中,自古以来就承载了神话赋予的传说。

人类从没有停止对它的探索,科技不断进步的情况下,对于月球的探索也取得了突破性的进展。

20世纪60年代,美国和苏联开起了激烈的太空竞赛。

1969年,美国的“阿波罗号”登上了月球,宇航员阿姆斯特朗一只脚踏在月球上,象征着人类探索月球的第一步。

此后的几十年,各个国家虽始终坚持月球计划,但进展十分缓慢。

直到中国“嫦娥”的成功登月,“嫦娥五号”和“嫦娥”六号分别从月球正面和背面带回1731克、1935.3克月壤,

这让人不禁好奇,月球上的土壤有什么作用,研究价值如何?对中国而言有什么意义?

月壤的起源

众所周知,月球是地球的卫星,能够使地球免受宇宙小天体的威胁。

正因如此,月球表面因为受到陨石撞击而变得凹凸不平,形成了环形坑地貌。

经过月球实验室对采样进行研究,结合轨道探测器、遥感数据,推测当今月球表面月壤的厚度约为4-5米。

能够达到这样的厚度,分析其原因,形成了两种假说——松散粘性土假说、大块矿物构成假说。

松散粘性土假说主张在真空条件下,月球表面的上层月壤受到重力和陨石撞击的影响,结构较为松散,越往深处则越紧实。

大块矿物构成说则认为月球表面经受陨石撞击,形成了大量的碎屑物质层。物质层在坑唇附近的厚度能够达到10-100米,撞击坑之间的厚度则为1米左右。

那么月壤是怎么形成的呢?

月球表面没有浓密的大气层,也没有流水和风,保护性、侵蚀性均较弱。

因此月表的物质完全暴露在太阳辐射面前,和月球昼夜超高温差等因素的影响,加速了月表岩石的碎化。

经过几万年的演化,月壳地质活动频繁,使月表形成了厚厚的尘埃,即月壤。

地球的土壤富含水分和微生物,因此较为湿润。

月壤和地球的土壤不同,月壤较为干燥,呈现粉末状。

根据阿波罗带回的月壤及月岩分析结果,其主要成分是硅、镁、铝、钙、铁等14种元素的氧化物。

地球土壤的密度平均值为每立方厘米2.6-2.7克,而月壤的密度约为每立方厘米1.5克。

月壤矿物中存在一定碎屑,主要为玄武岩、斜长岩、橄榄岩、苏长岩、熔融岩等,成分十分复杂。

月壤的研究价值

地球上的土壤在光合作用和合适的温度下,能够支持植物的生长。

而月壤虽然质地也很细,也含有黏土等成分。

但地球土壤具有吸收水分的能力,并为植物供水,起到调节地球大气的作用。

月壤则只能吸收水,没办法将水转化供给植物,因此在探究月壤的初期,无法确定是否能在月球上种植。

为了实验,嫦娥探测器发射了载荷,带着马铃薯、拟南芥、油菜、棉花、果蝇和酵母6种生物,同时还有水仓室提供水源,温控器调节温度,光导管模拟阳光。

这6种生物在其中形成了一个微型生态系统,由植物产生氧气,果蝇、酵母进行分解,再通过温度湿度等调节作用,保证生物能够在极端环境下生存。

9天后,再次进行观察,结果令人十分欣喜。

种子成功发芽。

这就意味着,在月球上,只要能够调控温湿度,保证生物供给,仍旧存在建立人类栖息地的可能。

然而同样也存在一些问题,要知道月球的自传周期是29.5个地球日,差不多是地球的一个月。

这种时间差异的原因主要是因为月球在绕地球运动的同时,也会被地球的引力吸引,从而形成自转。

因此月球绕行地球一周后,并不是完全回到原位,而是有一定程度上的方向转移。

在月球上,一个月球日约为708小时,其中有354个小时是黑暗的。

在月球上的一天其实比地球上的一天要长,大约是24小时39分钟。

而月球的九天,对于地球来说,则已经过去了大半年。

因此虽然月球能保证生物的生长,但周期特别长,那么这个月壤究竟为什么研究价值这么高呢?

如果只分析月球的矿物资源,仅有100余种,相较于地球的5000余种而言显得微不足道。

但这100余种也并不能小瞧,这是月球最精华的部分了。

主要是其中包含的氦-3物质。

月球上是真空的环境,且月球的外大气层十分稀薄,密度只是地球海平面大气密度的百兆分之一。

在这样的前提下,月球表面暴露在太阳风之中,因此月壤充分保存了大量的太阳风。

而太阳风之中存在氢和氦两种成分,其中氦-3作为氦的同位素,是一种清洁、安全和高效的核聚变发电燃料。

氦-3的存在,对未来能源市场的变革具有重要意义。

尽管地球存在一些氦-3,但含量十分低,月壤之中氦-3的含量是地球的几百万倍。

现如今想要从月壤中提取足量的氦-3,以及将提取技术做到量产,仍旧是一个比较艰难的事情。

但科学家仍旧将目光放在了月壤之上,因为只有氦-3能源才能够在进行核试验的时候不产生任何放射性物质。

总结

探索月球的步伐不断前行,曾经的探月,到现如今的深入研究月壤,科技不断发展,人类的梦想也在一点一点实现。

人类对月球的探索仅仅只是一个开始,所发现的月壤或许也只发现了其最基础的作用。

月球上甚至还可能存在更为珍贵的资源,等待人类前去发现。

或许在未来的一天,新一代的科学家能够探索月球上更多的可能性,并完成地月之间的通道,让人类探索月球的难度降低。

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