月球演化历史被刷新

希区客

2020年12月，“嫦娥五号”带着1731克月壤样本返回地球。2021年7月，部分样本分31份发放给了13家科研机构。不久后，关于这些“最年轻”月球玄武岩的第一批研究成果发布。2021年10月8日，《科学》杂志在线刊发了一项由中国地质科学院地质研究所北京离子探针中心刘敦一团队完成的关于月球玄武岩年代和成分的分析成果。

再触月球温度

随着“嫦娥五号”胜利完成中国的首次地外天体采样返回任务，中国也因此为第三个具备采集月球样品能力的国家。而人类在44年后，也再次触摸到了月球的温度。时隔半个世纪，全世界都对这次新带回的月壤样品非常好奇，想知道月壤与地球土壤的区别。此次采集的月球样品成分包括了火山岩石碎屑，还有大量玻璃碴等物质，令人倍感意外。

美国曾经在6个登月点共采集了381.7千克的月球样品，苏联则在3个登月点分别采集了大约300克的月球样品。然而，月球面积广大，足足有3800万平方千米，达到了中国陆地面积的4倍。而“嫦娥五号”此次在月球的着陆点，位于月球最大的月海“風暴洋”，人类探测器从未在此登陆，采样点具有和美、苏月球采样点不同的地质背景，当地火山活动也更加活跃，这为研究月球地质演化提供了更好的研究对象。

月壤主要分为3种颜色的颗粒，分别是褐色、黄色、白色，各种颗粒成分有玻璃、橄榄石、长石以及辉石等。其中，石粒碎屑是被火山喷发至月球表面，而玻璃颗粒很有可能是行星撞击地球后飘散到太空的聚集产物，经高温熔化而成。这些采集的月壤样品，颗粒质地都较为微细，却像刀尖一般锋利。

初探风暴洋

分析发现，这些玄武岩样本只有19.6亿年的历史。换言之，19.6亿年前的月球还存在岩浆活动。该结果直接将月球的地质寿命延长约10亿年——科学家此前认为月球在29亿年前就已“死亡”（这里“死亡”指的是月球内部不再活跃，月球岩浆不再爆发，地质趋于稳定），因为过去的登月飞船，例如“阿波罗号”，带回的岩石样本的寿命都超过30亿年。之所以能获得这么年轻的岩石，很大原因在于“嫦娥五号”此次采集任务的目的地是月球最年轻的区域——风暴洋。

论文第一作者车晓超博士等人测得的最新月球年龄令人激动，因为它证明火山活动在月球这么小的天体冷却后很长一段时间内仍在继续。那么，现在要思考的问题是：什么样的热源可能支持月球冷却后的火山活动？

首先可以推断的是，能量源头应该不是集中的放射性衰变，因为“嫦娥五号”样本中不包含大量与这种效应相关的化学元素。

论文作者之一、英国曼彻斯特大学的凯瑟琳·乔伊博士推测：“我们在论文中讨论了一种可能情况，是由于月球与地球的轨道相互作用，月球或许能够保持更长时间的活跃状态。可能月球在其轨道上来回摆动，导致了我们所说的潮汐加热。所以，这有点像月球在地球上产生海洋潮汐，也许地球的引力效应可以拉伸和弯曲月球以产生摩擦熔化。”

看坑定年份

除了证明月球地质活动的时间比预期的更晚，新研究的另一个重大意义在于：它帮助科学家校准了用于确定行星表面年代的陨石坑计数技术。

科学家认为，他们在表面上看到的陨石坑数量越多，该地区的年代就必定越久远;反之，陨石坑越少，该区域的形成时间也就越晚。可这种看坑定年份的技术必须以一些从测量样本中得到的绝对日期为基础，而对月球来说，定日期的难度很大。鉴于此，“嫦娥五号”带回的样本等于是在1亿～30亿年的区间内提供了精确的坐标，其重要性不言而喻。

来自美国华盛顿大学的布拉德·乔利夫教授是该论文的另一作者。他希望中国将下一次样本采集任务定位到月球背面的南极—艾托肯盆地（月球最大的撞击坑）——这个巨大的坑地直径约2500千米，深达8千米，由月球历史早期的一次超级大撞击造成。如果“嫦娥六号”去南极—艾托肯盆地，它将为我们带回月球上最古老的大撞击坑的年龄——或许是40亿～45亿年。目前，我们还不知道当时那个超级撞击物的熔化量是多少，来自南极—艾托肯盆地的样本有可能回答这个问题。

利用价值大

相比于美国此前赠送给中国的月壤样品，不同的是美国样品中并不存在玻璃，而这也是因为采集样本类型不同所导致的。

而说到月壤，一般国人会想到，这是不是能够在月球上种菜呢？月壤成分主要由氧、硅、铁等元素组成，不过缺乏有机质、水等植物赖以生存的重要成分。另外，月球上的光照、温度等极端环境条件，加之真空和高度辐射的环境，植物要想生存，以目前的技术来看，无异于天方夜谭。

不过，科学家表示，经过改良的月壤，添加必要的养分后，有可能打造出适合植物生长的环境。

但用月壤来种菜，着实大材小用了一点，其实它蕴含着丰富的能源。太空中长期的太阳风，使得月壤中携带了大量的可作为清洁能源的氦-3，规模总计有100万～500万吨，远远超过了地球上的储量。打个比方来说，100吨氦-3携带的能源量，就已经达到了目前全球能源一年消耗总量，可见月壤在利用价值上的前景广阔。