
文章图片

文章图片

文章图片

文章图片

中国科学家在顶级科学期刊《自然》(Nature)杂志上连发三篇新论文[1
[2
[3
, 分析了嫦娥五号从月球上采集到的样品 。 结果表明 , 人类最近的一次月球采样带回了最年轻的月球土壤和岩石 , 距今只有20亿年 , 揭示了月球不为人知的过去 。
在我国之前 , 美国和苏联都曾采集过月球样品 。 在美国阿波罗载人登月期间 , 宇航员先后六次带回了380千克的月岩(后来送了1克给我国) 。 在上世纪70年代 , 苏联发射无人探测器登陆月球 , 先后三次带回月球样品 , 总计301克 。
时隔将近50年后 , 我国发射嫦娥五号奔赴月球 , 这个无人探测器在月球正面着陆 , 采集到1731克月球样品 , 并成功返回地球 。 此前 , 第一批嫦娥五号月球样品已经分发给多个科研机构 。 现在 , 关于嫦娥五号的月球样品研究终于有成果了 。
【每吨191亿元!嫦娥五号带回罕见物质,100吨足够全球人类用1年】分析表明 , 美苏带回的月球样品都是非常古老 , 年龄超过30亿年 , 最古老的甚至超过44亿年 。 先前的研究表明 , 月球的内部很快就冷却下来 , 最迟在28亿年前已经停止火山活动 , 表面变得一片沉寂 。
然而 , 嫦娥五号的月球样品分析结果显示 , 月球在20亿年前其实还有火山活动 , 这个结果让天文学家感到意外 。 当时的月球火山把岩浆喷发到表面 , 然后凝固成玄武岩 , 最终被嫦娥五号带回地球 。
另一方面 , 月球最后的火山活动驱动力也不是此前认为的放射性元素钾、铀和钍 。 理论上 , 这些放射性元素衰变后产生的热量 , 有助于熔化月球地幔中的岩石 , 形成大量岩浆 , 最终引发火山爆发 。 然而 , 科学家并没有嫦娥五号带回的玄武岩中检测出这些放射性元素 。
在这几项新研究中 , 科学家还分析了月球样品中的水分 。 此前研究认为 , 月幔具有较高的含水量 , 因为水能降低岩石的熔点 , 使月球的火山活动可以持续更长时间 。 但新研究显示 , 这些样本异常干燥 , 水分含量仅为百万分之一至五 。
对于月球这样体型较小的天体 , 内部降温速率很快 , 火山活动应该很快就会停止 。 如果没有大量的放射性元素或者水 , 月球的火山活动又怎么会持续到20亿年前呢?
对此 , 天文学家目前也不知道确切原因 。 目前提出了几种假说 , 比如地球的潮汐加热、月球表面厚厚的土壤起到保温作用、又或者是大型小行星、彗星的撞击 。 关于月球的演化史之谜 , 还有待进一步的样品分析结果 。
嫦娥五号带回的月球土壤和岩石中不但蕴藏着月球演化史 , 而且还有各种人类需要的自然资源 。 据统计 , 月球上的已知矿物超过100种 , 其中5种是月球上特有的 , 地球上不存在 。
月球上的某些金属资源非常丰富 , 比如钛 , 其储量估计超过100万亿吨 , 地球上钛矿的储量估计为20亿吨 。 钛具有非常优异的抗腐蚀性能 , 其强度-密度比是金属之最 , 所以被广泛应用于航海和航天领域 。 可以想象 , 在未来的“大航天时代” , 人类将会在月球上大量开采钛矿 。
此外 , 月球上还大量存在地球上极为稀缺的资源——氦-3 。 可控核聚变是人类迈向更高文明等级的关键 , 目前科学家正在测试氘和氚的核聚变反应 , 但这种反应会产生中子辐射问题 , 而且还会损失一些能量 。 而氦-3可以实现完美的核聚变 , 不会有放射性污染 , 而且成本更低 。
氦-3大都源自于太阳风 , 但由于地球大气层与磁场的存在 , 太阳风基本上无法直接到达地球表面 , 所以氦-3在地球上非常罕见 。 而月球没有大气层与磁场的阻挡 , 太阳风直接轰击月表 , 所以月球上积累了大量的氦-3 。
推荐阅读
- 揭秘陶乐德事件:男子在拘留室离奇消失,难道平行时空真的存在?
- 青藏高原将停止增高,后果不可承受,我们却未感到危机
- 寻求气候变化的确定性:要多少才足够?
- 这野兽真可怜!常被黄鼬咬断脖子,豹叼它喂幼崽,猞猁靠它过日子
- 少见!今年十五的月亮,不是十六圆
- 科学家在大型强子对撞机上寻找难以捉摸的基本粒子
- 地球果真出了大问题?火山爆发后出现神秘现象,科学家紧急发声
- 简述相对论发展史:从伽利略到引力波
- 美国实现登月之后,为什么没有开发月球上的资源?
- 远隔38万公里,为何宇航员登上月球后,却偏偏不敢回头看地球?
