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为什么要从月球采集土壤_从月球上挖土的目的是什么?

教育知识分享 2022-03-29 脑经急转弯
  随着嫦娥五号的发射成功,嫦娥五号此次肩负着重要的使命,就是从月球采集土壤,我国开启了航天史的新阶段,很多人不了解,为什么要花费如此多的心血从月球上“挖土”呢?月球上的土壤到底有什么特别之处呢?下面就来详细了解一下。

为什么要从月球采集土壤,从月球上挖土的目的是什么


嫦娥五号登月效果图


  为什么要从月球采集土壤?

  1969年7月20日,阿姆斯特朗和奥尔德林成为了首次踏上月球的人类,这是人类探索太空的一次伟大进步,其中,所带回来的月球土壤样品成为了关于月球最为珍贵的东西。此次嫦娥五号也执行迄今为止我国最复杂的航天任务就是采集月球土壤。那么,为什么要从月球采集土壤,月球的土壤藏着什么秘密呢?

  通过对月球土壤的研究,能够帮助科学家们,近距离接触月球的岩石、土壤性质,使得月球距离我们更近,在显微镜下,其神秘面纱也被层层揭开。

为什么要从月球采集土壤,从月球上挖土的目的是什么


阿姆斯特朗登月时


  美国史密森尼国家自然历史博物馆地质学家埃里克·贾文曾撰文表示,来自月球的岩石彻底改变了我们对月球表面性质、月球起源以及太阳系演化三大问题的认识。

  除了认识月球,还帮助科学家确立了现代行星科学,为认识各类行星的地质演化过程提供了参考。此次,嫦娥五号将带回的“高价土”,包含月球岩石碎块、矿物及陨石等物质,能帮助科学家研究月球地质演化历史、了解太阳活动,也将为人类开采月球资源铺平道路。

  月球土壤和地球土壤有什么区别?

  月球的表面不是坚硬的岩石,而是覆盖了一层松散的土壤,科学家称之为“月壤”。人类目前拥有的月壤,均来自9次探月任务。阿波罗登月计划的6次任务,一共从月球正面的6个不同地点采集并带回了382公斤的月球样品,其中约1/3是月壤;苏联的3次月球号任务,也采回了300克左右的月壤样品。

  通过对这些样品的研究,科学家们发现,除了粒度都很细小之外,月球与地球上的土壤有很大的差异。

  地球上的土壤大家都很熟悉,是一层疏松的物质,是由岩石风化形成的细粒矿物质,添加了有机质和水,含有微生物等。地球上土壤的形成,除了化学、物理作用之外,生物的活动是其最重要的特征。此外,我国西北地区广泛分布的黄土,是一种比较特殊的土壤,主要由风力搬运、沉积形成。黄土逐年堆积,因此还记录了长达200多万年的气候变化历史。

  由于没有大气,月壤被直接暴露在太阳辐射和微陨石的轰击之下,组成和物理性质发生改变,科学家们将这个过程称为“太空风化”,从而与地球上在大气、水和生物共同作用下的“地表风化”相区别。

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登月效果图


  月壤的形成过程没有生物活动参与,没有有机质,还极度缺水干燥;组成月壤的矿物粉末基本是由陨石撞击破碎形成,因此,粉末颗粒的锐角十分锋利。

  不仅如此,月球没有磁场保护,太阳风(主要由氢离子等组成)会注入到粉尘颗粒表面,将矿物中的二价铁离子还原成纳米金属铁微粒,从而改变其电磁特征、光谱特征(颜色)等。

  另外,月球表面经常被陨石以每秒10多公里的速度撞击,巨大的能量会使月表一部分物质熔融,形成玻璃,还有一部分物质气化,再重新凝结,成为月壤组成的一部分。

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月球陨石坑


  月壤的主要成分有哪些?

  月壤中绝大部分物质是就地及邻近地区物质提供的。由于月球几乎没有大气层,月球表面长期受到微陨石的冲击及太阳风粒子的注入,太阳风粒子的注入使月壤富含稀有气体组分。由于太阳风离子注入物体暴露表面的深度一般小于0.2μm,因此这些稀有气体在细粒月壤中平均含量最高,有些月壤细粒粉末中稀有气体含量高达0.1——1cm3/g(标准状态下),相当于1019——1020原子/cm3。在整个月球演化史中,由于外来物体对月球表面的频繁撞击,月壤物质几乎完全混合,在深达数米的月壤中这些稀有气体的含量较均匀。

  在月壤的稀有气体中,还含有氦3。氦3能够参与核反应聚变。月壤中氦3的含量较为稳定,月壤中氦3的资源总量可达100万——500万吨。而地球上天然气可提取的氦3是非常少的,只有15——20吨。

  月球中还有,月海玄武岩中的钛、铁等资源,克里普岩与稀土元素、钍、铀等资源 (克里普岩(KREEP)是高地三大岩石类型之一,因富含K(钾)、REE(稀土元素)和P(磷)而得名)此外,月球还蕴藏有丰富的铬、镍、钾、钠、镁、硅、铜等金属矿产资源

Tags: 为什么  目的  是什么  月球  要从  采集 

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