根據(jù)《科學(xué)》（Science）雜志刊載的一項(xiàng)新研究[1]，來(lái)自中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院、美國(guó)圣路易斯華盛頓大學(xué)、澳大利亞科廷大學(xué)等科研機(jī)構(gòu)和大學(xué)的研究人員，聯(lián)合分析了嫦娥五號(hào)帶回的月球樣本，結(jié)果發(fā)現(xiàn)它們的年齡不到20億年，這是目前已知最為年輕的月球物質(zhì)，比美國(guó)阿波羅載人登月帶回的月巖年輕了10億多年。

2020年，我國(guó)發(fā)射了嫦娥五號(hào)前往月球，開(kāi)展中國(guó)航天史上首次月球采樣返回任務(wù)。嫦娥五號(hào)在月球正面上實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)采樣和封裝，最終成功把1.731千克的月壤和月巖帶回地球上，此時(shí)距離上一次月球采樣已經(jīng)過(guò)去了將近半個(gè)世紀(jì)。

從1969年至1972年，阿波羅載人飛船先后6次登陸月球，宇航員總共收集了381千克的月球樣本，并將其帶回地球（我國(guó)曾獲贈(zèng)其中1克）。分析顯示，這些月巖都十分古老，收集自月海的玄武巖可以追溯到31.6億年前。收集自高地的月巖更是能追溯到44.4億年前，這要比地球上已知最古老的巖石還要早1.6億年，已經(jīng)接近月球和地球的起源時(shí)間。

過(guò)去，月球表面發(fā)生過(guò)多次火山噴發(fā)，產(chǎn)生了大片玄武巖，由此形成了低洼平原地區(qū)——月海，就是我們?cè)诘厍蛏嫌萌庋劭梢钥吹降脑虑蚝谏糠帧４蠖鄶?shù)月球火山活動(dòng)發(fā)生在30億到40億年前，但由于月球內(nèi)部存在一種加熱機(jī)制，使得火山活動(dòng)可能一直延續(xù)到20億年前。

嫦娥五號(hào)去了月球上相對(duì)較為年輕的區(qū)域——風(fēng)暴洋，這是當(dāng)時(shí)火山噴發(fā)形成的凝固熔巖區(qū)域。在那里，嫦娥五號(hào)采集到的樣品有助于填補(bǔ)月球演化歷史的關(guān)鍵時(shí)間空白。分析表明，嫦娥五號(hào)收集到的玄武巖要比此前的樣本年輕很多，年齡估計(jì)只有19.6億年。

由此可以推測(cè)，大約20億年前，月球上仍有火山活動(dòng)，噴發(fā)出溫度超過(guò)1000 ℃的玄武巖巖漿。過(guò)去科學(xué)家認(rèn)為，月球地殼深處的放射性元素可能會(huì)提高某些地區(qū)的溫度，從而讓月球保持地質(zhì)活動(dòng)。

但根據(jù)嫦娥五號(hào)的樣本分析結(jié)果，科學(xué)家并沒(méi)有大量檢測(cè)到相關(guān)的放射性元素，這意味著當(dāng)時(shí)肯定有別的東西在使月球升溫。有一種觀點(diǎn)認(rèn)為，這可能是潮汐加熱的結(jié)果。地球和太陽(yáng)的引力作用在月球上，不斷對(duì)月球進(jìn)行拉伸和擠壓，由此產(chǎn)生熱量，驅(qū)動(dòng)月球內(nèi)部的地質(zhì)活動(dòng)。

有關(guān)月球的未解之謎還有很多，比如神秘的月球背面。與朝向地球的月球正面相比，月球背面的地形迥然不同，那里很少有月海，取而代之的是大量的隕石坑。正因?yàn)槿绱?，我?guó)的嫦娥四號(hào)選擇在那里登陸。

預(yù)計(jì)在2024年，我國(guó)將會(huì)發(fā)射嫦娥六號(hào)，前往月球南極或者月球背面的艾特肯盆地，在那里采集樣本，然后帶回地球。屆時(shí)，有關(guān)月球乃至太陽(yáng)系的形成之謎將會(huì)被進(jìn)一步揭開(kāi)。

除了研究月球本身的未解之謎外，科學(xué)家還會(huì)重點(diǎn)研究一種罕見(jiàn)物質(zhì)——氦-3。在嫦娥五號(hào)的第一批月球樣本分發(fā)中，核工業(yè)北京地質(zhì)研究院獲得了其中50毫克，目的是把其中的氦-3提取出來(lái)。

當(dāng)前，研究人員采用氘和氚作為可控核聚變的燃料。雖然這種可控核聚變反應(yīng)要比核裂變反應(yīng)能夠更高效地產(chǎn)生能量，并且也更加清潔，但仍然會(huì)產(chǎn)生中子輻射問(wèn)題，由此也會(huì)損失不少的能量。

如果把核聚變?nèi)剂蠐Q成氦-3，不但可以做到完全清潔，而且還能進(jìn)一步提高核聚變反應(yīng)產(chǎn)生的能量。據(jù)估計(jì)，100噸氦-3產(chǎn)生的能量夠全人類用一年。雖然氦-3的前景非常好，但地球上的含量非常稀少，這使得它們十分昂貴，每噸價(jià)值可達(dá)190億元。

先前的分析表明，月球上有大量的氦-3。因?yàn)樵虑驔](méi)有磁場(chǎng)和大氣層，來(lái)自太陽(yáng)風(fēng)的氦-3可以直接到達(dá)月球表面，并且不斷在那里聚集。月球淺層土壤中的氦-3儲(chǔ)量多達(dá)110萬(wàn)噸，這是吸引人類探測(cè)月球的一大原因。

除了月球之外，水星、木星等行星上還有更多的氦-3。如果我們能夠率先掌握從月壤中提取氦-3的技術(shù)，我們將在未來(lái)的太空競(jìng)爭(zhēng)中取得先機(jī)，我們定不會(huì)錯(cuò)過(guò)這次的“大航天時(shí)代”。

參考文獻(xiàn)

[1] Xiaochao Che, Alexander Nemchin, Dunyi Liu, et al. Age and composition of young basalts on the Moon, measured from samples returned by Chang’e-5, Science, 2021, DOI: 10.1126/science.abl7957.