中国公布月壤研究成果发现天然石墨烯和"嫦娥石"

2024-06-26 | 来源: 环球网 | 转到微信 | 有0人参与评论 | 字体: 放大缩小 | 收藏 | 打印

嫦娥六号月球探测器从月球背面获得的宝贵样品跟随返回舱于25日成功降落在四子王旗预定区域。这是人类首次从月球背面获得的月球样品，科学家希望通过对它们的细致分析，能解开关于月球形成的历史以及为何月球正面与背面存在明显差异之谜。香港《南华早报》此前评论称，至今我们对月球背面的了解仅限于来自遥感数据，嫦娥六号带回的样本不仅将提供有关月球上已知最大、最古老的撞击盆地的时间基本信息，而且还将提供月球另一半的月壳组成，甚至可能是月壳下面更深的月幔物质。

月壤中包含这些特殊成分

不要小看这些月球样品中隐藏的重要信息。据《环球时报》记者了解，此前嫦娥五号于2020年12月17日从月球正面带回1731克月壤样品，累计向国内131个研究团队发放7批次共85.48克科研样品。虽然发放月壤样品仅占采回样品的5%左右，但取得的科学研究成就涵盖了月球形成、演化、太空风化作用与机制以及资源利用等多个领域。

“嫦娥石”理想晶体图。

例如《国家科学评论》期刊6月17日发表的论文显示，吉林大学邹猛教授、张伟教授、李秀娟正高级工程师及中国科学院金属研究所任文才研究员等通过对嫦娥五号钻采岩屑月壤的观察分析，首次发现天然形成的少层石墨烯。石墨烯以其新奇的物理现象和非凡的特性，在包括行星和空间科学在内的广泛领域发挥着越来越重要的作用。据估计，星际碳总量中约1.9%是以石墨烯的形式存在，其形态和性质由特定的形成过程决定，因此天然石墨烯的组成和结构特征将为星体的地质演化和月球的原位资源利用提供重要的参考和信息。

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嫦娥六号月球背面样品首批研究成果出炉

从嫦娥五号月壤中，中核集团核工业北京地质研究院科研人员还“挖”到了“嫦娥石”。据介绍，中核集团核工业北京地质研究院月球样品研究团队，通过X射线衍射等一系列技术手段，在14万个月球样品颗粒中，分离出一颗粒径约10微米大小的单晶颗粒，并成功解译其晶体结构。经国际矿物学会（IMA）新矿物命名及分类委员会（CNMNC）投票通过，确证为一种新矿物，并被命名为“嫦娥石”。“嫦娥石”是人类在月球上发现的第六种新矿物，我国也成为世界上第三个在月球发现新矿物的国家。

核地研院的研究团队还首次成功获得嫦娥五号月壤样品中氦-3的含量和提取参数。氦-3一直被视为未来重要的清洁聚变资源之一，而月球则是储存氦-3的天然“仓库”。月球由于缺少大气层保护，常年受太阳风吹拂，月壤中含有大量的氦-3资源，且月壤中的钛铁矿对氦-3有较好的储存作用。种种因素都使得在地球上稀缺的氦-3，在月球上却储量惊人。对嫦娥五号月壤样品中氦-3含量及最佳提取参数的测定，将为中国后续对月球氦-3资源的遥感预测、总量估算、未来开发和经济评价提供基础科学数据。

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“嫦娥五号着陆区是月球最年轻的玄武岩单元之一，此前研究推测这一区域的年龄为10亿至30亿年，但这种推测方法存在极大的不确定性。”中国科学院地质与地球物理研究所研究员贺怀宇介绍，利用自主研发的超高分辨定年技术，我国研究团队测定嫦娥五号月壤样品玄武岩形成于20亿年前，将月球火山活动的结束时间推迟了约8亿年，并为撞击坑定年曲线提供了关键锚点，大幅提高了内太阳系星球表面撞击坑定年的准确度。

除了月球岩浆活动停止的确切时间外，月球最晚期岩浆活动的成因也一直是未解之谜。以前科学界存在两种可能的解释：岩浆中富含放射性元素以提供热源，或富含水以降低熔点。

然而，我国对月壤的最新研究却排除了这两种主流观点。研究人员发现，嫦娥五号月壤样品中的玄武岩初始熔融时并没有富集钾、稀土元素、磷的“克里普物质”，这一结果否定了初始岩浆熔融热源来自放射性生热元素的假说。