显微镜|样品分几种?你见过显微镜下的月壤吗?记者独家揭秘“月上来客”

央视网消息: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?带着这些问题 , 来看采访人员对月壤的独家揭秘 。
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 。

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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: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 , 就是把它已经放在树脂里面固化好了 , 然后把它磨出来一个平面 , 我们叫光片 。

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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 。
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 , 要进行全面的一个评审和考核 , 申请样品的单位和个人有没有这个水平?有没有这个设备去做这个研究?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 , 也比较科学的 。

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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 , 总台央视采访人员独家进入到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 。
在中科院国家天文台采访人员看到 , 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 , 需要三人在场 , 通过钥匙、密码和虹膜识别才可以打开 。

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进入实验室 , 采访人员看到 , 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 , 科研人员让采访人员近距离接触了试验箱里的月壤样品 。

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在存放月球样品的实验室 , 采访人员看到了粉末状、颗粒状和光片三种不同状态的月壤样品 。 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多个颗粒 。 现在可以供大家申请的样品有将近30多个 , 包括颗粒、岩屑、光片、粉末 。
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微米左右 。
在刚才的画面中 , 这些珍贵的月壤看起来和我们地球上的土没有多大区别 。 然而 , 事实果真如此吗?这些看起来并不起眼的月壤究竟是什么样子?继续看采访人员的独家揭秘 。
总台央视采访人员 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 , 我们就会看到一个五彩斑斓的世界 。
【显微镜|样品分几种?你见过显微镜下的月壤吗?记者独家揭秘“月上来客”】
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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下来的时候 , 它的表面会沾满了细的月球尘埃 , 这尘埃我们用酒精要把它清洗下来 , 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 , 我们可以看到一些月尘颗粒本身的特性就不是黑色的了 , 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 , 白色的一般是硅酸铝钠钙这样的矿物 。
采访人员:还有琥珀色的是吧?
探月工程三期副总设计师 地面应用系统总师 李春来:琥珀色的很多是玻璃 。
采访人员:大家印象中玻璃可能是人工合成的一种产品 , 月球上这个玻璃跟地球上的有什么不一样?
探月工程三期副总设计师 地面应用系统总师 李春来:月球上的玻璃至少有两种形式的来源 , 一种是在玄武岩就是岩浆喷出来的时候就变成了玻璃了 , 这种叫火山玻璃 。 后面再受到一些小天体的撞击 , 撞击过程中产生了很高的温度 , 使原来的石头或者是撞击体本身发生了熔融 , 它再快速冷凝 , 冷凝成的玻璃我们叫撞击玻璃 。
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 。
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 。
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我们原始地球 , 两个一撞 , 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 。
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 , 因为我们地球太活跃了 , 所以把很多老的信息都抹掉了 , 所以我们地球上现在能看到最早的岩石是40亿年 , 而40亿年的岩石 , 你在其他星球上面随便找 。 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 , 我们地球还能活多少年?

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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 , 对我们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?这都对地球的演化历史和演化趋势的认识应该提供一个很好的借鉴 。
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 。
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左右 , 而月球的直径又基本上是火星的一半 。 所以这三个球的一个演化的历史 , 它的速率、它的体重或者它的体量就代表了不同的演化的速度 , 相当于三个不同的化石 , 能够研究它的不同的演化阶段和演化历史 。
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