月球上的土壤和地球上的土壤有什么不同?

2020年12月17日凌晨 , 这是一个让人无比兴奋得早晨,因为在太空中工作了19天的嫦娥五号携带者来自风暴洋吕姆克山的2千克月球土壤返回到了地球 。这是历史性的一刻,这是自从1976年苏联月球24号带回100多克月球样本以来 , 人类再一次得到来自月球的“土” 。
根据嫦娥五号设定的科学目标,科学家后续将对月球样品进行系统、长期的实验室研究,分析月壤的结构、物理特性、物质组成,深化月球成因和演化历史的研究 。
嫦娥五号采回的相对年轻的地体样本 , 有望帮助科学家推进对月球演化历史的认识,揭开月球的身世之谜 。

月球上的土壤和地球上的土壤有什么不同?

文章插图
“大撞击”:有关月亮形成的传说月球,是距离人类生存的地球最近的一颗行星 。月球如何形成、和地球又有什么关系——人们对月球的身世一直充满强烈的好奇心 。
20世纪以来,科学家先后提出4种不同的月球起源假说:月球和地球在同一个系统里吸积气体和尘埃而成“双星吸积说”、由地球早期自转过快而甩出去的“分裂说”、是地球引力捕获卫星的“捕获说”以及由其他行星撞击地球形成的“大撞击说” 。
其中,“大撞击说”被越来越多的科学家所接受 。大约在45.6亿年前太阳系诞生之初,八大行星基本成形 。但太阳系的宇宙空间中 , 仍然“漂浮”着大大小小的星体 。“大撞击”假说认为,约在45亿年前,一颗火星大小的天体撞上了原始地球 。巨大的能量使整个撞击体和地球的外圈层物质被熔融、气化和混合,其中一部分逐渐聚集形成了月球 。
月球上的土壤和地球上的土壤有什么不同?

文章插图
为了证明“大撞击说”,科学家采用了各种各样的办法 。例如,上世纪六、七十年代 , 美国阿波罗计划陆续从月球带回了总重达382千克的岩石 , 为人类了解月球提供了的样本 。
而探测数据显示,月球物质中挥发性组分大量丢失、金属核很小但与地球具有相似的氧化还原程度等等,都可以成为支持这一假说的证据 。
同时 , 过去很长一段时间里,月球陨石也成为人类了解月球的一扇窗口 。地球化学研究者通过对月球陨石阿波罗月岩样品的研究发现 , 地球和月球上氧的同位素的组成相同 。这意味着,月球与地球存在相同的“基因” 。
月球上的土壤和地球上的土壤有什么不同?

文章插图
用中国月球探测工程首任首席科学家、中科院院士欧阳自远的话说:“千真万确,月球是地球的女儿 。”
不过,阿波罗计划在月球上取样范围毕竟有限,而月球陨石来源的不确定性和遥感探测获得信息的局限性总是像“隔靴搔痒” 。科学家期待,要是从月球上更多的地方挖回来的“真土” , 就能够提供更多有关“大撞击说”的证据 。
在美苏探月之后,时隔半个世纪,嫦娥五号承担起这一重任 。经过约38万公里、一周左右的地月转移、近月制动、环月飞行之旅,12月1日晚间,嫦娥五号探测器稳稳降落在月球正面风暴洋北部吕姆克山、夏普月溪附近 。这是中国探测器第三次在月球表面成功软着陆,也是人类探测器首次踏足月球上的这一区域 。
月球上的土壤和地球上的土壤有什么不同?

文章插图
“岩浆洋”:一块重要的拼图自12月1日23时着陆后,嫦娥五号在月面工作近10个小时后完成月球钻取采样及封装 。
根据前期遥感影像资料,嫦娥五号着陆区是大约13-20亿年前形成的玄武岩 , 不同于以往9个地点 , 也是最年轻的月球火山岩 。和月球45亿年的年龄相比,这里是非常“年轻”的地区 。此前,嫦娥四号在月球背面更加古老的南极-艾特肯盆地着陆,那里被认为大约在42~43亿年前形成 。