月球“土特產(chǎn)”研究值得期待

2月27日上午，嫦娥五號帶回的月球樣品在國家博物館與公眾見面。那么，月壤研究為什么重要？美國和蘇聯(lián)都曾取回過月壤，并研究了幾十年。我國的月壤研究又期待取得怎樣的結(jié)果？

嫦娥五號的月壤樣品有什么不同？

此前，美國通過6次載人登月活動，帶回381.7千克月壤和月巖樣品，蘇聯(lián)在20世紀(jì)70年代，分三次共取得約300克月壤樣品。那么，我們還需要研究嗎？答案是肯定的。因?yàn)閷τ谠虑蜓芯縼碚f，這些樣品的多樣性還不夠。

“美國的月壤和月巖樣品采自6個(gè)登月點(diǎn)，蘇聯(lián)的樣品采自3個(gè)登月點(diǎn)，但月球的面積有3800萬平方千米，相當(dāng)于中國陸地面積的4倍，僅這幾個(gè)點(diǎn)的樣品是無法代表月球全貌的。”中國科學(xué)院國家天文臺研究員鄭永春說，此次嫦娥五號選取的采樣點(diǎn)距離美國“阿波羅”號的采樣點(diǎn)和蘇聯(lián)的采樣點(diǎn)非常遠(yuǎn)，有不一樣的地質(zhì)背景。“‘阿波羅號的采樣點(diǎn)在月球赤道兩側(cè)中低緯度地區(qū)，被稱為阿波羅帶，蘇聯(lián)采樣點(diǎn)在月球正面的東側(cè)。而嫦娥五號的著陸點(diǎn)在月球正面的西北部，這里是月球最大的月海——風(fēng)暴洋，此前人類的探測器從未在此著陸過。除了與之前的采樣點(diǎn)相距遙遠(yuǎn)之外，嫦娥五號采樣點(diǎn)的火山活動更為年輕，可以研究月球內(nèi)部能量的衰竭，更加全面地了解月球地質(zhì)演化歷史。這也意味著，嫦娥五號月球樣品很可能取得不一樣的結(jié)果，有獨(dú)特的科研價(jià)值。”

在鄭永春看來，月球樣品的意義并不僅僅在于科學(xué)研究。鄭永春說：“能夠取回月壤這件事本身，就是一個(gè)國家科技能力的最好體現(xiàn)。”當(dāng)年美國贈送給我國1克月巖，其中一半用于展覽，科學(xué)家們只能用其中0.5克進(jìn)行研究。現(xiàn)在，我們有近2000克樣品，可用于研究、科普和教育。“此次月球樣品有100克在國博展出，能夠親眼看到這些來自月球的禮物，非常令人振奮，又有誰不會為了中國所取得的科技成就而贊嘆呢！”

月壤樣品的研究有什么不同？

探月工程的實(shí)施，讓我們對月球的了解更加深入。例如，2019年嫦娥四號探測器帶回的數(shù)據(jù)就讓我們獲得了關(guān)于月球背面和表面地質(zhì)過程的重要信息，對月壤的形成過程有了新認(rèn)識。中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所地球與行星物理院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室博士后林紅磊和研究員林楊挺等，通過對探測數(shù)據(jù)的研究認(rèn)為，月球上的“碎塊”坑可能是被膠結(jié)的月壤團(tuán)塊砸出的小坑，而非隕石撞擊形成的坑。

與這些研究相比，月壤樣品有不可替代的特殊性。中國科學(xué)院國家天文臺研究員鄭永春認(rèn)為，20世紀(jì)90年代以來，包括我國在內(nèi)的一些國家和組織對月球開展過幾十次遙感探測，“這些研究也能取得一些結(jié)果，有些結(jié)果還非常不錯(cuò)，主要是加深對整個(gè)月球的全球性認(rèn)識和理解，嫦娥五號采樣點(diǎn)也是在前期遙感探測、著陸器無人探測等的基礎(chǔ)上確定的”。但這些研究都沒有取得月壤樣品，因此得到特定地區(qū)的詳細(xì)信息是有限的，“中國科學(xué)家拿到真實(shí)的月壤樣品，在實(shí)驗(yàn)室里面進(jìn)行微區(qū)、微束、微量分析，根據(jù)即將獲得的精細(xì)而全面的分析結(jié)果，我相信會得到更豐富、更有價(jià)值的研究成果。這些成果也可以驗(yàn)證之前的遙感探測結(jié)果，與其他地區(qū)采集的月球樣品和月球隕石進(jìn)行互相對比，這些科學(xué)研究工作對認(rèn)識月球很有幫助，對以后的探月任務(wù)也有很強(qiáng)的指導(dǎo)性”。

筆者了解到，研究月壤樣品不僅可以認(rèn)識月球目前的狀態(tài)，豐富人類對月球的了解，進(jìn)一步揭開月球的起源之謎，了解月球演化歷史中的關(guān)鍵階段，讓我們對月球的起源和演化有新的認(rèn)識，也將修正和提升我們對太陽系的形成和演化、地球和行星的相關(guān)知識。同時(shí)，月壤樣品的研究也可以為后續(xù)月球科研站建設(shè)和人類登月作準(zhǔn)備。

中國科學(xué)院國家天文臺相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，自2020年12月19日嫦娥五號任務(wù)月球樣品正式移交存儲在國家天文臺月球樣品實(shí)驗(yàn)室后，研究人員已完成部分樣品的分類、樣品分樣、部分物性測量和礦物化學(xué)分析等。目前，科研人員還在繼續(xù)進(jìn)行相關(guān)的分析研究，取得的數(shù)據(jù)將對外開放共享。據(jù)介紹，月壤未來將按相關(guān)規(guī)定向全國科學(xué)家開放研究——經(jīng)過申請，國內(nèi)具備研究能力和資質(zhì)的科研人員可利用各類專用儀器設(shè)備，對月壤進(jìn)行更深入的實(shí)驗(yàn)分析。