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嫦娥五號(hào)探測(cè)器從月球采回了1731克月壤樣品，因數(shù)量少就顯得格外珍貴。國(guó)家航天局將其中的53.6克樣品分成152份，分配給33家科研單位進(jìn)行科學(xué)研究。中核集團(tuán)核工業(yè)北京地質(zhì)研究院就得到了50毫克月壤粉末，正是從這不到一小瓶底的樣品中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種全新的礦物質(zhì)，它被命名為“嫦娥石”Changesite-(Y)。  中國(guó)從50毫克月壤里發(fā)現(xiàn)嫦娥石 “嫦娥石”是迄今為止人類(lèi)發(fā)現(xiàn)的第6種月球新礦物。有朋友覺(jué)得好奇：我們的科學(xué)家在50毫克月壤里就找到一種新礦物，美國(guó)阿波羅宇航員6次登月總共搬回來(lái)380千克月球巖石和月壤，隨便挑一塊石頭都比嫦娥五號(hào)的樣品重，難道他們才發(fā)現(xiàn)5種礦物？這不合理呀！ 準(zhǔn)確地說(shuō)，在過(guò)去的52年里，美國(guó)總共只找到4種月球新礦物，俄羅斯發(fā)現(xiàn)1種，中國(guó)是全球第三個(gè)發(fā)現(xiàn)月球新礦物的國(guó)家。  阿波羅17號(hào)宇航員在月球采樣 1970年，美國(guó)科學(xué)家在阿波羅11號(hào)月巖樣本中發(fā)現(xiàn)一種新的富鈦礦物，它被命名為“阿爾馬科月球石”——Armalcolite是由阿波羅11號(hào)三名宇航員名字的字母拼成。 同年，美國(guó)在阿波羅11號(hào)月巖中又發(fā)現(xiàn)一種輝鐵礦，它被命名為“三斜鐵輝石”——Pyroxferroite表示這是一種富含鐵的輝石。 1971年，美國(guó)又在阿波羅11號(hào)和12號(hào)帶回的月巖中找到一種新的硅酸鹽礦物，它里邊含有多種金屬，因?yàn)槭^是從月球靜海撿到的，它被命名為“靜海石”（Tranquillityite）。 又過(guò)了十八年，美國(guó)科學(xué)家在阿波羅14號(hào)月球樣本中新發(fā)現(xiàn)一種無(wú)色透明的玻璃狀長(zhǎng)石，這種硅酸鹽被確認(rèn)為一種全新的月球礦物“耀西耀客石”（Yoshiokaite）。 自那以后，美國(guó)再也沒(méi)發(fā)現(xiàn)過(guò)新礦物。 2002年，俄羅斯在月球-24號(hào)月壤樣本中發(fā)現(xiàn)“自然鈰Ce”，鈰是一種活潑金屬，在地球上還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這種元素的單質(zhì)形態(tài)。  嫦娥石 月球直徑大約是地球的四分之一，這么大一個(gè)星球，它肯定不只有6種礦物。所謂的月球新礦物，是指首先在月球上發(fā)現(xiàn)的礦物，因?yàn)樵虑虮旧砭蛠?lái)自于地球，所以它上面絕大多數(shù)的礦物，我們都可以在地球上找到。美國(guó)發(fā)現(xiàn)“阿爾馬科月球石”和“靜海石”之后，地質(zhì)學(xué)家也在地球上找到了相同的礦物。 我們腳下的地球有超過(guò)5000種礦物，然而在幾十億年前卻不是這樣。地球形成之初大約只有12種礦物，其它大多是元素單質(zhì)。5億年后，地球礦物增加到350~500種。又過(guò)了10億年，地球礦物增加到1000種。礦物種類(lèi)不斷增加的原因與地球上的水、空氣、地殼運(yùn)動(dòng)以及各種生物作用造成各種元素混雜，化學(xué)反應(yīng)越來(lái)越復(fù)雜有關(guān)。  地球礦物形成有復(fù)雜機(jī)理 月球很早就失掉了大氣和水，因?yàn)轶w積小，月球內(nèi)部能量很快散失，火山不再?lài)姲l(fā)，化學(xué)反應(yīng)終止，所以月球上的礦物種類(lèi)相比于地球少得多。 正因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)的過(guò)程被打斷，月球表面許多物質(zhì)保持著幾十億年前的狀態(tài)。比如說(shuō)我們可以在月巖里發(fā)現(xiàn)許多單質(zhì)鐵，但在地球上很難找到，因?yàn)殍F基本都被氧化成了鐵礦。同樣，月球巖石中發(fā)現(xiàn)的輝鐵礦在地球上也是亞穩(wěn)態(tài)的，它會(huì)在漫長(zhǎng)的地質(zhì)條件下慢慢分解。  阿波羅11號(hào)采集的月巖 月球表面絕大多數(shù)都是輝石、斜長(zhǎng)石、橄欖石等硅酸鹽礦物以及各種氧化物。碳酸鈣在地球上很普遍但在月球上找不到，這種礦物的形成需要二氧化碳和水，這兩種東西在月球都很稀缺。 嫦娥石是一種磷酸鹽，中國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)從50毫克月壤的14萬(wàn)多個(gè)細(xì)小顆粒中分離出一粒10×7×4微米大小的單晶，這顆小東西還不到人頭發(fā)絲直徑的十分之一大?？茖W(xué)家通過(guò)X射線衍射、聚焦離子束電鏡等一系列科技手段對(duì)晶體進(jìn)行切割分析研究，最終確定它是一種全新的月球礦物。  嫦娥石非常細(xì)小 為什么美國(guó)在50多年里都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)嫦娥石？一種可能是這種磷酸鹽礦物在月球表面分布不均，阿波羅樣本里真沒(méi)有。另一種可能是美國(guó)研究機(jī)構(gòu)“財(cái)大氣粗”，他們不需要像中國(guó)科學(xué)家那樣分析每一粒月塵，因此忽略了這種新礦物的存在。 發(fā)現(xiàn)嫦娥石有什么意義，我們可以通過(guò)開(kāi)發(fā)這種新礦物獲取經(jīng)濟(jì)利益嗎？實(shí)際上由于探月之旅耗資太大，哪怕月球上遍地黃金，把它們撿回來(lái)都沒(méi)有商業(yè)價(jià)值。  嫦娥五號(hào)在月球表面取樣 嫦娥探月工程的真正價(jià)值在于科學(xué)技術(shù)。月球每一種礦物都有各自獨(dú)特的形成條件，研究這些礦物的特性，就像是翻開(kāi)一本厚重的歷史書(shū)，它揭示了月球、地球和太陽(yáng)系的起源和演化史，為我們開(kāi)展深空科學(xué)研究提供借鑒。對(duì)月球礦物的研究也大幅提升了國(guó)家科技創(chuàng)新能力和前沿基礎(chǔ)科研能力，從而推動(dòng)國(guó)家在更廣泛領(lǐng)域的科學(xué)進(jìn)步。 嫦娥探月不是終點(diǎn)，而是新的起點(diǎn)。相信隨著對(duì)月壤研究的進(jìn)一步推進(jìn)，我們的科學(xué)家還將有更多更大的發(fā)現(xiàn)。 |
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