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月球土壤中果真有水!嫦娥五号的发现令人欢欣鼓舞,可以种菜吗?

百科热搜 作者:互联网收集 热度:912

月球土壤中果真有水!嫦娥五号的发现令人欢欣鼓舞,可以种菜吗?

月球是距离地球最近的天体,同时也是人类目前到达的最远地外天体。截至目前,只有前苏联、美国和中国3个国家从月球上采样取回了部分月壤,特别是我国于2019年发射的嫦娥五号探测器,一连贯实施了10多个动作,集“绕落回”任务一次性完成,成功从月球表面比较年轻的月球风暴洋北部吕姆克山脉区域采集1731克月壤样品。


月球有大气层吗

此次我国采集的月壤样本,避开了美国和前苏联曾经采样的地区,分布着年龄大约在13亿-20亿年前的众多玄武岩,是月球最后呈现火山运动的区域,要比之前其他国家采集的“年轻10亿岁”,所以这些土壤样本对于我们深入认识月球的演化历史,具有不可替代的作用。

在去年的7月份,我国将带回来的这些样本,拿出17克开展第一批科学研究,其中一部分用来做提取氦-3相关实验,后来我国的科学家们从样本中精确地测算出了月壤氦-3的含量,最终推测出月球表面可供开采的氦-3资源量,达到惊人的100万吨。而每100吨即可通过成熟的核聚变反应,释放出能供地球人类足足使用1年时间的能量,所以作为地球上非常稀缺的氦-3资源,在月球表面分布非常丰富,无疑会成为未来满足人类对能源需求的重要目标。


除了验证月壤中的确含有丰富的氦-3之外,中科院地质与地球物理研究所等我国数家科研机构,这次没有直接使用采集回来的月壤样本,而是利用嫦娥五号携带的“月球矿物光谱仪”这个设备,在世界上第一次分析研究获得了“月表原位”条件下的含水量数据。所谓“月表原位”条件,即在非人工取样和制样模式下,通过一定的监测方法,从月球的目标区域就地分析样本的一种分析技术方法,能够对月球表面的岩石和土壤的结构、组分以及分布特征等进行微观细致地分析。


在最新发布的国际综合性科学刊物《科学进展》上,刊登了上述我国科学家们的研究成果。根据文献的内容,我们可以看出,在嫦娥五号的采样区,月壤的平均含水量约为120ppm,而从其他区域通过陨石撞击溅射到采样区内的、更加古老的岩石中,含水量约为180ppm。也就是说,嫦娥五号采样区月壤的含水量,大约为每吨120克左右,其他古老岩石中的含水量约为每吨180克左右。

其实,月球上到底有没有水,从人类向月球发射第一颗探测器之时,已经被全球的科学家们关注和争论了几十年。后来,随着向月球发射探测器数量越来越多,人类对月球全球表面的地形地貌和光谱反射数据进行了全方位监测和重构,发现在月球的两极以及一些陨石坑的背阴面,分布着规模、形状和厚度不一的固态水冰,使得人们对月球的确存在着水资源达成了共识,但是针对月球土壤和岩石中到底有没有水这个问题,科学家们研究和争论的时间更长。


在上世纪60年代末、70年代初,美国通过阿波罗计划,将多名宇航员送上了月球,这是人类首次直接接触到月球环境,第一次将人类的足迹踏上月球,不过受当时降落的环境、探测仪器的性能等因素的限制,这几次登月并没有直接从月球的空气、土壤中监测到水的存在,只能凭人的感官认为月球表面非常干燥,看不出有水的蛛丝马迹来。


后来,印度“月船一号”、美国与欧航局合作的“卡西尼号”、美国彗星探测器“深度撞击号”等部分探测器,通过自身携带的光谱仪,在近月轨道或者绕月轨道上监测到,月球的表面的确有水存在,而且不仅局限于两极和陨石坑区域。而我国嫦娥五号在月球表面,在世界上首次近距离地应用“月表原位”法,通过高分辨光谱进行了关于月壤含水性的探测,从结果上看,毫无疑问地验证了之前科学家们关于月壤中有水的论断。


水是生命的源泉,我国科学家们的研究成果,无疑给世人“打了一针”强心剂,让人们对这颗看上去毫无生机的荒凉星球以全新的认知,“种菜大军”们纷纷摩拳擦掌,以后说不定就能上月球上种菜去了呢!然而,现实是残酷的,从探测结果看,月壤中的确含有水,但是这种水的存在形式,与地球上随处可见的液态水甚至水冰都完全不一样。

这些水都是以化学键的形式,与其所处的岩石、土壤中的化合物紧密结合的,可以说是“融为一体”的,是以“结合水”或者“结构水”的形式出现,需要在特定的条件下,比如高温环境,才可以从中提取到我们常见的液态水或者水蒸气。所以,要想在月壤中种菜,肯定是种不活了,况且在月球表面,高温和低温交替出现,几乎没有大气层,另外还有高强度的太阳辐射,在没有采取有效的保障措施和功能性设施之前,不但对于人类来说,对于目前地球上的大多数生物,都是不宜居的。


不过,人类探索地外天体,特别是对地球近邻月球的探测,将是今后开展深空探索的最佳跳板和实验场所,包括美国、中国和俄罗斯在内的多个国家,都明确表示近10年之内要实现人类的再次登月,并将在月球上建造月球基地。


此次我国嫦娥五号实地检测到月球表面存在着“较为丰富”的水,这无疑是一个非常大的利好,未来我们不但可以通过一定条件,在月球表面直接提到出能满足需求的液态水,而且还可以通过这些液态水来生产氢气和氧气,人类未来建造月球基地的可行性和支撑性或许会大大提升!

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