牧瀨
雖然都被大眾稱為土壤,但月球的土壤(簡稱“月壤”)與地球的截然不同。由于沒有水、大氣和生物活動,經過隕石、太陽風和宇宙射線的洗禮,晝夜溫差導致的反復熱脹冷縮,月球表面的巖石破碎、風化、混合,成為細膩又干燥的月壤。
在嫦娥五號之前,美國、蘇聯(lián)已展開過數(shù)次探月任務,帶回月球土壤、巖石樣本共計約382千克。如今,中國接過了前人的接力棒,在時隔近半個世紀后繼續(xù)人類的月球“挖土”之旅。
嫦娥五號降落在月球表面,采集月壤樣本。(模擬圖)
從前的樣本為人類換來了大量的科學成果,而嫦娥五號的著陸點距離美國、蘇聯(lián)的著陸點有上千千米之遠,采集到的樣本可能與從前的樣本有不同的性質,將會帶來新的發(fā)現(xiàn)。
1978年,美國一位官員向中國贈送了1克月球巖石樣品。它只有1克,科研人員卻如獲至寶。它被一分為二,一半收藏在北京天文館,一半由探月工程首席科學家歐陽自遠帶領團隊進行研究,取得了大量成果,發(fā)表了共40篇科研文章。如果嫦娥五號順利返回,科學家們將會有更多、更精彩的發(fā)現(xiàn)。
月球多少歲了?它由什么構成?它是數(shù)十億年前從地球上分離出去的,還是來自宇宙的其他地方?科學家們對這些問題已有了許多探索,但要確定答案,還要在月球自己身上找證據。例如,科學家分析了阿波羅計劃中樣本的化學元素,發(fā)現(xiàn)這些樣本大多比地球巖石更古老,隨后建立了一套模型,用以估算其他樣本的年齡。
因此,某種程度上,月壤是月球、地球和太陽系歷史的忠實記錄者,可以讓人們進一步探索月球起源、太陽系演化等問題。
地球土壤含有巖石碎屑、有機物、水和微生物等成分;而月壤含有鐵、金、銀、鉛、鋅、銅、銻(tī)、錸(lái)等礦物顆粒,卻沒有有機物等能夠維持生存的營養(yǎng)成分,所以植物是無法在月壤中生存的。
盡管月壤不能用來栽種植物,但它很可能含有氦-3,這是一種高效、清潔、安全的核聚變發(fā)電燃料。據估算,100噸氦-3產生的能源可供全世界使用一年,但其在地球上的儲量極少。而以往的探測結果表明,月球淺層的氦-3含量達到上百萬噸。
因此,科學家們期待著從嫦娥五號帶來的新樣本中再次發(fā)現(xiàn)氦-3。人類能源危機的出路或許不在地球上,而需要我們朝月球進發(fā)。