月壤里的秘密

牙牙

2020年12月17日1时59分，嫦娥五号返回器携带月球样品，在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆，嫦娥五号的探月工程任务取得圆满成功。

42年前，美国总统卡特曾赠送给中国1克月球岩石样品。中国科学院院士、探月工程重大专项领导小组高级顾问欧阳自远回忆：“当年把样品取回来后，我看到是一块装在有机玻璃里面的小石头。美国人在樣品上面做了一个放大镜。用放大镜看，样品像大拇指一样大，但实际只有黄豆一般大小。”然而，就是从美国赠送的这仅仅1克重的月壤开始，中国开启了向太阳系星辰大海挺进的征程，如今我们自己从月球带回了1731克月壤！

月壤与地球土壤有何不同

月球的表面不是坚硬的岩石，而是一层松散的土壤，科学家称之为“月壤”。网上有个很有趣的问题：“当年各国收到美国赠送的月壤后，如何确认月壤真的来自月球？”其实月壤与地球上的土壤有很大的差异。地球上的土壤通常是指地球陆地表面一层疏松的物质，由岩石风化形成的细粒矿物质、生物遗留的有机质、水分、空气以及微生物等组成，具有一定肥力，能够让植物生长。

但是，月球的自然环境与地球完全不同。月球上没有大气，没有水源，也没有生物，月壤的形成多靠“太空风化”（由于没有大气保护，月壤被直接暴露在太阳辐射和微陨石的轰击之下，导致其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”）。由于形成过程没有生物活动参与，因此月壤里没有有机质。此外，组成月壤的矿物粉末基本上是由陨石破碎后形成，因此月壤颗粒有十分锋利的锐角。

不仅如此，因为月球也没有磁场的保护，太阳风（主要由氢离子等组成）会直接注入月壤颗粒表面，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，其所产生的巨大的能量会使月表部分物质熔融，形成玻璃，部分物质气化，再重新凝结，成为月壤组成的一部分。

所以，想用地球土壤冒充月壤，几乎是不可能的。

月壤藏着许多秘密

月壤中藏着太阳的秘密。由于月壤一直暴露于太阳辐射之下，太阳的物质以太阳风的形式注入月壤颗粒中，从而得到保存。完整的月壤剖面，记录了长达30多亿年的太阳辐射历史和其间注入的太阳物质。

月壤中还藏着地球的秘密。月球自形成以来，一直在不断远离地球。在地质历史早期，月球远比今天更靠近地球。除了太阳风，月球还一直被地球风吹拂着，特别是在30多亿年前。因此，月球正面的月壤还注入了来自古老地球的大气物质。科学家提出，通过比较月球正面和背面的月壤，可以识别出来自地球大气的成分，从而研究出30多亿年前地球大气的组成和地球磁场。

最后，月壤中当然还藏着月球本身的秘密。月球表面不断受到陨石的撞击，溅射出来的物质一层一层地堆积在月球表面。因此，月壤剖面记录了30多亿年来的陨石撞击历史，而且这段记录同样也适用于地球。地球上的绝大部分陨石坑都被地质作用“擦除”了，目前在地球表面发现的陨石坑仅有170多个。可以说，月球是一台完美的记录仪，保存了最完整的陨石撞击历史。

要想探月，必须研究月壤

月球表面几乎完全被月壤所覆盖，在人类开展无人着陆和巡视探测时，月壤表面扬起的月尘会覆盖在各种传感器表面，充填在仪器的缝隙里，直接对探月工程的实施构成安全威胁。此外，月表重力仅是地球重力的1/6，而且月壤颗粒的电磁性发生了改变，因此月壤的黏附力很强，宇航员出舱工作时全身极易粘满月壤颗粒。这些颗粒虽然极细微，却像刀尖一样锐利，很可能会给宇航员的安全带来重大威胁。因此对月壤的认识和研究，是月球探测，以及未来建立月球基地、开发月球资源等项目不可或缺的基础。

航天人与科学家的脚步从未停歇，他们用智慧与勇气将探索之心印刻在月壤上，相信月壤也将向我们展示更多的秘密。

（注：文章根据科学大院、中国科普博览、央视军事等公众号登载的相关内容整理）