顯微鏡下的嫦娥5號月壤五彩斑斕, 金、褐、黃、白!分別是什麼?

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嫦娥5號的1731克月壤,一直是全球最大的焦點,到2021年7月,目前已經有13所科學研究機構成功獲得了首批樣品發放,21份樣品,共計17。4764克月壤,其中包括位於武漢的中國地質大學,位於北京的中國地質大學,中國科學院國家空間科學中心,中山大學等。

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13所科學研究機構全部來自中國,為何沒有一個外國科研機構呢?針對這個問題,中國航天局(cnsa)於7月12日在第一批月球樣品釋出會上做出了正面迴應:暫時還沒有收到國外機構的樣品申請。不管怎樣,先滿足本國科研機構的要求,這是慣例。

嫦娥5號月球樣品啥樣子?

顫抖的手,激動的心,7月12日,在中國北京舉行的第一批月球科研樣品發放儀式現場,來自武漢中國地質大學的兩名科學家何琦和汪在聰獲得第1份月球樣品,樣品編號為CE5C0400,共200毫克,大概相當於10粒米的重量。

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根據照片顯示,月壤被密封在一個只有大拇指精細的小玻璃瓶內,這樣做主要是防止被空氣中水氣所汙染,小玻璃瓶內的月壤顯示為灰色,呈粉末狀,均勻而又細膩,就像建築材料水泥一樣,雖然這個比喻不怎麼恰當,但大概就是這個樣子。

上個世紀,美國阿波羅號宇航員在月球表面工作照片顯示,月球表面非常乾燥,到處都是厚厚的灰色的土,很少有石頭,即便有石頭,經過數萬年侵蝕後,最後還是要化為灰色塵土。中國月壤的顏色與美國阿波羅號照片中的月壤顏色不謀而合。

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金、褐、黃、白、橙!顯微鏡下的嫦娥5號月壤五彩斑斕

研究人員把嫦娥5號月壤置於顯微鏡下仔細一瞧,原來,細小的月壤顆料根本上就不是灰色,而是由多種顏色的物質組成,金、褐、黃、白、橙,灰黑等,其中褐色是玻璃,黃色是橄欖石,白色是斜長石,灰黑是輝石。

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這是月球玄武岩的典型成分之一,玄武岩(basalt)又名火山岩,外表顯示為灰黑色,是一種基性噴出巖,主要來自火山噴發,是地球洋殼和月球月海最主要的組成物質之一,而嫦娥5號又著陸在月球最大月海風暴洋北部的呂姆克山。

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玄武岩含有多種化學成分,其化學成分與輝長岩或輝綠岩相似,含有多達45%的二氧化矽,氧化鉀和氧化鈉的成分也很高,另外還含有少量的氧化鈣,氧化鐵,氧化酶等。在地球上,玄武岩一般有三種結構,氣孔構造,杏仁構造,或斑狀結構。

月球玄武岩的形成

月球玄武岩形成無非有三種可能,一,月球玄武岩是火山岩,可能會形成於古老的月球火山噴發過程中,很多科學資料證實,幾十億年前,那時月球火山活動相對活躍,就像地球火山一樣,噴出大量岩漿,冷卻後形成玄武岩。

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二,從佈滿千瘡百孔的月球表面就可以想象得出,月球曾經遭遇了無數次小行星的撞擊。三十多億年前,當月球內部還處在活躍狀態時,一個超級小行星撞擊了風暴洋,造成月殼破裂,導致大量岩漿外洩。

三,玄武岩並非由月球自己產生的,而是由撞擊小行星自己帶來的,不過這種情況極少,小行星給月球帶來罕見物質這並不奇怪,月球表面屬於高真空,任何一顆微小的小行星都可以毫無阻擋地抵達月球表面。

為何地球玄武岩是石頭,而月球玄武岩變成粉末?

這是因為月球表面環境非常惡劣,白天高溫160℃,夜晚低溫零下180℃,月球最大溫差達到340℃,關於月球上的極端溫差,我國的嫦娥3號、嫦娥4號和嫦娥5號,都已經深刻地體驗過了。

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一冷一熱,那麼玄武岩就一會兒膨脹,一會兒收縮,數年之後自然就瓦解成了碎片,碎片繼續瓦解,瓦解成為微小的粉末,於是就出現了顯微鏡下的一幕,呈現金、褐、黃、白、橙等顏色。

雖然月球的玄武岩是瓦解了,變成了極細的顆粒,約在10微米左右,比頭髮絲直徑還要小得多,看起來呈粉末狀,但這只是體積變小了,實際上基本結構、物理屬性並沒有改變,還是保持著和原來玄武岩一樣。

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結語

同樣是月壤,嫦娥5號月壤與美國阿波羅號月壤是不一樣的,那麼嫦娥5號月壤中有啥?是否含有還未發現的的稀有物質呢?月壤是否適合用來蓋樓呢?曾有科學家提出,月壤是非常好的建築材料。

現在,13所中國科研機構已經啟動了對嫦娥5號月壤的研究,希望早日獲得研究成果,以滿足我們這些吃瓜群眾的好奇心。