為什么要從月球采集土壤？從月球上挖土的目的何在？

隨著嫦娥五號(hào)的發(fā)射成功，標(biāo)志著我國(guó)探月工程開啟了航天史的新階段。嫦娥五號(hào)此次行程最大的亮點(diǎn)就是從月球采集土壤，帶回地球研究。很多人不了解，為什么要花費(fèi)如此多的心血從月球上“挖土”呢？月球上的土壤到底有什么特別之處呢？

為什么要從月球采集土壤？

1969年7月20日，阿姆斯特朗和奧爾德林成為了首次踏上月球的人類，這是人類探索太空的一次偉大進(jìn)步。其中，所帶回來(lái)的月球土壤樣品成為了關(guān)于月球最為珍貴的東西。此次“嫦娥五號(hào)”也執(zhí)行迄今為止我國(guó)最復(fù)雜的航天任務(wù)，其中之一就是采集月球土壤。那么，為什么要從月球采集土壤，月球的土壤藏著什么秘密呢？

通過(guò)對(duì)月球土壤的研究，能夠幫助科學(xué)家們，近距離接觸月球的巖石、土壤性質(zhì)，使得月球距離我們更近，在顯微鏡下，其神秘面紗也被層層揭開。

美國(guó)史密森尼國(guó)家自然歷史博物館地質(zhì)學(xué)家埃里克·賈文曾撰文表示，來(lái)自月球的巖石徹底改變了我們對(duì)月球表面性質(zhì)、月球起源以及太陽(yáng)系演化三大問(wèn)題的認(rèn)識(shí)。

除了認(rèn)識(shí)月球，還幫助科學(xué)家確立了現(xiàn)代行星科學(xué)，為認(rèn)識(shí)各類行星的地質(zhì)演化過(guò)程提供了參考。此次，嫦娥五號(hào)帶回的“高價(jià)土”，包含月球巖石碎塊、礦物及隕石等物質(zhì)，能幫助科學(xué)家研究月球地質(zhì)演化歷史、了解太陽(yáng)活動(dòng)，也將為人類開采月球資源鋪平道路。

月球土壤和地球土壤有什么區(qū)別？

月球的表面不是堅(jiān)硬的巖石，而是覆蓋了一層松散的土壤，科學(xué)家稱之為“月壤”。人類目前擁有的月壤，均來(lái)自9次探月任務(wù)。阿波羅登月計(jì)劃的6次任務(wù)，一共從月球正面的6個(gè)不同地點(diǎn)采集并帶回了382公斤的月球樣品，其中約1/3是月壤；蘇聯(lián)的3次月球號(hào)任務(wù)，也采回了300克左右的月壤樣品。

通過(guò)對(duì)這些樣品的研究，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，除了粒度都很細(xì)小之外，月球與地球上的土壤有很大的差異。

地球上的土壤大家都很熟悉，是一層疏松的物質(zhì)，是由巖石風(fēng)化形成的細(xì)粒礦物質(zhì)，添加了有機(jī)質(zhì)和水，含有微生物等。地球上土壤的形成，除了化學(xué)、物理作用之外，生物的活動(dòng)是其最重要的特征。此外，我國(guó)西北地區(qū)廣泛分布的黃土，是一種比較特殊的土壤，主要由風(fēng)力搬運(yùn)、沉積形成。黃土逐年堆積，因此還記錄了長(zhǎng)達(dá)200多萬(wàn)年的氣候變化歷史。

由于沒(méi)有大氣，月壤被直接暴露在太陽(yáng)輻射和微隕石的轟擊之下，組成和物理性質(zhì)發(fā)生改變，科學(xué)家們將這個(gè)過(guò)程稱為“太空風(fēng)化”，從而與地球上在大氣、水和生物共同作用下的“地表風(fēng)化”相區(qū)別。

月壤的形成過(guò)程沒(méi)有生物活動(dòng)參與，沒(méi)有有機(jī)質(zhì)，還極度缺水干燥；組成月壤的礦物粉末基本是由隕石撞擊破碎形成，因此，粉末顆粒的銳角十分鋒利。

不僅如此，月球沒(méi)有磁場(chǎng)保護(hù)，太陽(yáng)風(fēng)（主要由氫離子等組成）會(huì)注入到粉塵顆粒表面，將礦物中的二價(jià)鐵離子還原成納米金屬鐵微粒，從而改變其電磁特征、光譜特征（顏色）等。

另外，月球表面經(jīng)常被隕石以每秒10多公里的速度撞擊，巨大的能量會(huì)使月表一部分物質(zhì)熔融，形成玻璃，還有一部分物質(zhì)氣化，再重新凝結(jié)，成為月壤組成的一部分。

月壤的主要成分有哪些？

月壤中絕大部分物質(zhì)是就地及鄰近地區(qū)物質(zhì)提供的。由于月球幾乎沒(méi)有大氣層，月球表面長(zhǎng)期受到微隕石的沖擊及太陽(yáng)風(fēng)粒子的注入，太陽(yáng)風(fēng)粒子的注入使月壤富含稀有氣體組分。由于太陽(yáng)風(fēng)離子注入物體暴露表面的深度一般小于0.2μm，因此這些稀有氣體在細(xì)粒月壤中平均含量最高，有些月壤細(xì)粒粉末中稀有氣體標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下含量高達(dá)0.1—1cm3/g，相當(dāng)于1019—1020原子/cm3。在整個(gè)月球演化史中，由于外來(lái)物體對(duì)月球表面的頻繁撞擊，月壤物質(zhì)幾乎完全混合，在深達(dá)數(shù)米的月壤中，稀有氣體的含量較均勻。

在月壤的稀有氣體中，還含有氦3。氦3能夠參與核反應(yīng)聚變。月壤中氦3的含量較為穩(wěn)定，月壤中氦3的資源總量可達(dá)100萬(wàn)—500萬(wàn)噸。而地球上天然氣可提取的氦3是非常少的，只有15—20噸。

月球中還有月海玄武巖中的鈦、鐵等資源，克里普巖與稀土元素、釷、鈾等資源?？死锲諑r（KREEP）是高地三大巖石類型之一，因富含K（鉀）、REE（稀土元素）和P（磷）而得名。此外，月球還蘊(yùn)藏有豐富的鉻、鎳、鉀、鈉、鎂、硅、銅等金屬礦產(chǎn)資源。

火星上的土壤可以帶回地球嗎？

看到月球的土壤可以帶回地球進(jìn)行研究，很多人會(huì)問(wèn)，為什么不帶火星的土壤進(jìn)行研究呢？與其說(shuō)，技術(shù)還未達(dá)到，不如說(shuō)，科學(xué)家們不敢把火星土壤帶回地球，這是為什么呢？

大家都知道，火星被認(rèn)為和地球非常像，科學(xué)家們認(rèn)為，太陽(yáng)系內(nèi)火星很可能出現(xiàn)過(guò)生命，

而如果火星曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)生命，那么，這些生命因?yàn)槭裁炊鴾缃^呢？如果火星上的生命是因?yàn)椴《径鴼绲?，那么火星的土壤中，可能就是蘊(yùn)含著病毒的因素。而強(qiáng)行將火星的土壤帶回地球，也許會(huì)導(dǎo)致病毒爆發(fā)。這將是非常可怕的后果。因此，目前科學(xué)家還無(wú)法把火星的土壤帶回地球。

（編輯/張峰）