嫦娥五号探测器成功着陆在月球正面预选着陆区,成为我国第三个成功实施月面软着陆的探测器。成功着陆后,着陆器在地面控制下,将正式开始持续约2天的月面工作。
此次嫦娥五号将带回2千克的月球土壤,远超过苏联三次带回的326克,跻身全球第二。而早在嫦娥五号登月挖土之前,美国就希望中国可以分享月球科学数据,以及月球土壤。
从1969年阿波罗11号首次登月,到1972年12月阿波罗17号登月成功结束,美国曾经6次成功登月,共计从月球上带回了大约382公斤的月球岩石和土壤样本,这些标本由多种不同的工具采集,包括锤、铲、钳以及钻探等,这也是目前最具有研究价值的月岩标本。为什么还想要中国嫦娥五号的月壤呢?
中国采集的月壤更为特殊
美苏开采的月球样本大多来自月球正面中低纬度的月海区域,形成年龄集中在32-46亿年前。正是通过对这些样本的分析检测,科学家发现月球有着45.1亿年的成熟年龄。研究报告称,月球形成于太阳系诞生后的6000万年之内。早前的估计是介于太阳系形成后的1亿年至2亿年间。
在这个范围之外的月球历史事件所对应的时间,全部是以此为基础,参考其他观测结果(主要是撞击坑统计)推演得来的,从而建立起月球大约46亿年的演化历史,而地球以外的整个内太阳系所有行星的地质演化历史,都可以通过月球样本的基础来建立。
此前对美、苏获取月壤样品的研究表明,月球上的火山活动在35亿年前达到顶峰,然后减弱并停止。但对月球表面的观测发现,某些区域可能含有最近10至20亿年前才形成的火山熔岩。
所以科学家需要实际证据来支撑这些猜想,而中国嫦娥五号登陆的位置是在吕姆克山(Mons Rümker)附近,这是位于风暴洋(Oceanus Procellarum)北部地区的一个1300米高的火山群,《科学》杂志报道称,根据来自较大误差撞的击坑统计定年模型,此处可能在大约13亿年前发生过火山喷发,晚于绝大多数月海玄武岩的喷发,如果嫦娥五号采回的样本能够证实这段时间月球仍在活动,将改写月球的历史。
《风暴洋地区晚期玄武岩厚度及规模的遥感研究》论文里提到,风暴洋是月球最大的月海,分布着大面积的晚期(爱拉托逊纪)玄武岩,是研究月球晚期岩浆活动的良好场所。了解月球晚期玄武岩的厚度、体积乃至喷发通量对于了解风暴洋乃至月球晚期的热演化具有重要意义,对研究岩浆喷发规模和方式,推测月球可能的地质构造活动等有着指示作用。
这也是为什么美国想要中国嫦娥五号带回的月球土壤的原因,因为美国目前拥有的月球土壤样本并没有此类样本。
从月壤可以探知月球矿产资源
月球可能蕴藏着地球上非常罕见的元素,目前已知的月海玄武岩中拥有钛铁矿,克里普岩中含有丰富的稀土元素,钾,磷和铀,钍等,科学家推测地球上最常见的17种元素在月球上可谓比比皆是。
克里普岩是月球上的一种有特殊化学成分的棕黄色玻璃状岩石。现在普遍认为克里普岩是由一个在45亿年前撞击地球的类似火星的物体导致。这次撞击导致大量的物质流进了地球轨道上,然后形成了月球,大部分的物质在月球中融化,然后形成了岩浆海洋。岩浆海开始结晶,橄榄石、辉石等矿产沉没,然后形成了月球的地幔。
这时钙长石开始结晶,由于其密度低及浮动,钙长石的结晶慢慢地形成了一个斜长岩壳。这次的结晶也就形成了克里普岩。月球上的克里普岩蕴藏的丰富的稀土元素以及钍、铀,这些元素是未来人类所要开发利用的月球资源中的重要矿产资源。
除此之外,科学家认为月球上含有丰富的氦-3,这是通过对阿波罗探测器从月球低轨道带回的月球样本进行分析后得出的结论,氦-3可用于地球上在建和计划建造的核反应堆,因为使用氦-3的热核反应堆中没有中子(氦-3与氘进行热核反应只会产生没有放射性的质子),故使用氦-3作为能源时不会产生辐射,不会为环境带来危害。月球上的氦-3能满足全球至少一万年的能源需求。而且,氦-3 与氘融合会给宇宙飞船发展提供动力,通过融合推进力能够在不到100天内达到火星,200天内到木星或太阳,三到四年内到达土卫六。
2015年4月,我国科学家利用嫦娥三号“玉兔”月球车的测月雷达数据首次给出了较为可靠的月壤厚度估计,认为前人的估计方法可能普遍低估了月壤厚度和氦-3总储量,而此次嫦娥五号带回的月壤将为我们预估氦-3总储量提供更切实的数据。
除了氦-3之外,月球上还有氦-4、氢、碳和氮等资源,另外,月球上可能富含丰富的、高附加值的铂家族元素(贵金属)。因为有很多金属小行星在连续不断地撞击月球,对这些撞击点进行定位和探测,可能会找到附加值更高的铂金家族的元素。
而风暴洋相对较年轻,富集铀、钍、钾等放射性元素,所以这也是为什么美国想要中国嫦娥五号月壤样本的原因。
全世界都想要中国的月壤样本
从这你就可以侧面了解月壤的价值,除了美国之外,其他国家也都想要嫦娥五号的月壤,俄罗斯科学院叶夫根尼·斯柳塔就向媒体表示,俄罗斯科学家希望从中国同行那里获得月壤样本。
斯柳塔说:“当然想,问问世界任何一位科学家,欧洲人或者美国人,当然(都想得到月壤)。”
而至于中国是否会分享嫦娥五号挖掘的月壤,就要等到嫦娥五号成功返回之后再说了,最后,预祝中国嫦娥五号可以成功返回。