近日，我國(guó)月壤研究又有重磅成果。南京大學(xué)等發(fā)現(xiàn)有望借助月壤生產(chǎn)氧氣和燃料?；谶@一發(fā)現(xiàn)，研究人員提出，未來(lái)可以利用月球自身資源建設(shè)月球基地，支持深空探測(cè)、研究和旅行。目前，我國(guó)很多科學(xué)家正對(duì)嫦娥五號(hào)帶回的月球樣品開展研究，多項(xiàng)研究成果已公開發(fā)表。小小的月壤正在揭開月球的神秘面紗……
或可在月球上制備氧氣和燃料
我國(guó)研究團(tuán)隊(duì)在詳細(xì)分析嫦娥五號(hào)取回的月壤（以下簡(jiǎn)稱嫦娥五號(hào)月壤）的元素和礦物結(jié)構(gòu)后，發(fā)現(xiàn)月壤的一些活性化合物具有良好的催化性能。他們以其為催化劑，利用人工光合成技術(shù)，借助模擬太陽(yáng)光，將水和二氧化碳轉(zhuǎn)化為氧氣、氫氣、甲烷、甲醇。相關(guān)研究成果發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《焦耳》。
“月壤是月球上最豐富的資源之一，月壤或月壤提取成分如果能作為月球上的人工光合成催化劑，可大大降低航天器的載荷和成本。將來(lái)也許在月球上可以就地取材，為宇航員提供生命支持，并制備燃料。”2022年5月7日，在接受科技日?qǐng)?bào)記者專訪時(shí)，論文共同第一作者、南京大學(xué)教授姚穎方如此展望。>>詳情
月壤顆粒表面形貌（中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所供圖）
“看清”月球上的風(fēng)化作用
類似于地球上的土壤主要是巖石受到風(fēng)化作用演變而來(lái)，月壤也是月巖經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的太空風(fēng)化作用形成的。因此，通過(guò)研究月壤，可以深入理解撞擊和太陽(yáng)風(fēng)輻射與月球表面物質(zhì)的相互作用過(guò)程與機(jī)理，認(rèn)識(shí)月球表面物質(zhì)演化和空間環(huán)境變化過(guò)程。
利用多種電鏡技術(shù)，我國(guó)科研人員“看清”了嫦娥五號(hào)月球樣品背后的太空風(fēng)化作用機(jī)制?！皵?shù)十億年來(lái)，月球表面遭受了強(qiáng)烈的太空風(fēng)化作用，包括微隕石撞擊、太陽(yáng)風(fēng)及銀河宇宙射線的輻射。這些過(guò)程極大地改變了月球表面物質(zhì)的形貌、結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分?！?022年4月11日，中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所高級(jí)工程師谷立新告訴科技日?qǐng)?bào)記者。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《地球物理研究快報(bào)》。>>詳情
中國(guó)科學(xué)家研究月球巖石。圖片來(lái)源：英國(guó)《自然》雜志網(wǎng)站
月球有了更精確的時(shí)間標(biāo)尺
利用嫦娥五號(hào)月球“土特產(chǎn)”的同位素年齡和著陸區(qū)撞擊坑統(tǒng)計(jì)結(jié)果，中科院空天信息創(chuàng)新研究院等單位的研究人員在目前常用月球年代函數(shù)的基礎(chǔ)上建立了新的更精確的月球年代函數(shù)模型。2022年2月15日，《自然-天文學(xué)》在線發(fā)表了這一重要成果。
“新的年代函數(shù)模型為月球和行星科學(xué)研究提供更精確的時(shí)間標(biāo)尺?！闭撐牡谝蛔髡摺⒅锌圃嚎仗煸貉芯繂T岳宗玉強(qiáng)調(diào)。分析表明，根據(jù)新的年代函數(shù)得到的定年結(jié)果在大部分情況下更老一些，最大的差別在2億年左右。
“由于增加了嫦娥五號(hào)關(guān)鍵數(shù)據(jù)點(diǎn)，新的月球年代函數(shù)模型定年的精度優(yōu)于經(jīng)典的哈特·紐庫(kù)姆建立的年代函數(shù)模型，可用于今后月球地質(zhì)單元的定年。進(jìn)一步可根據(jù)新的月球年代函數(shù)，推演火星、水星等其他地外行星的新年代函數(shù)，提高定年精度。”論文通訊作者、中科院空天院研究員邸凱昌說(shuō)，新月球年代函數(shù)，是一把更精確的時(shí)間標(biāo)尺，將在月球和行星科學(xué)研究中發(fā)揮重要作用。>>詳情
月球著陸采樣區(qū)域(a)和嫦娥五號(hào)著陸區(qū)撞擊坑統(tǒng)計(jì)(b)。中科院空天院供圖
或找到月球有“本地水”證據(jù)
嫦娥五號(hào)首次獲得月表原位探測(cè)數(shù)據(jù)，科研人員進(jìn)行數(shù)據(jù)分析得出，嫦娥五號(hào)采樣區(qū)的水含量在120ppm（百萬(wàn)分之一）以下，而巖石中的水含量約為180ppm。相關(guān)研究成果2022年1月8日在線發(fā)表于《科學(xué)·進(jìn)展》期刊。
“這相當(dāng)于1噸月壤中大約含有120克水，1噸巖石中大約含有180克水?！闭撐牡谝蛔髡?、中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所副研究員林紅磊解釋道。
“嫦娥五號(hào)是目前唯一一個(gè)既帶回了樣品又獲取到月表原位光譜數(shù)據(jù)的探測(cè)器?！闭撐牡谝蛔髡摺⒅袊?guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所副研究員林紅磊表示，其帶回的樣品能夠詳細(xì)地分析水在月壤顆粒中的分布以及存在形式，并可利用同位素示蹤其來(lái)源；獲得的原位光譜數(shù)據(jù)則可以與軌道遙感數(shù)據(jù)結(jié)合，研究月表水的全球性分布和時(shí)間變化特征。>>詳情
嫦娥五號(hào)著陸區(qū)或曾多次火山噴發(fā)
2021年12月13日，中科院紫金山天文臺(tái)發(fā)布，該臺(tái)徐偉彪研究員及其行星化學(xué)科研團(tuán)隊(duì)聯(lián)合南京地質(zhì)古生物研究所，對(duì)月球樣品進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，樣品中有含有極高的鈦鐵礦含量，確定為高鈦玄武巖。
此前，國(guó)內(nèi)其他研究團(tuán)隊(duì)在嫦娥五號(hào)月球樣品中發(fā)現(xiàn)了低鈦、中鈦玄武巖類型。結(jié)合此次研究，學(xué)者們推測(cè)，嫦娥五號(hào)月球著陸區(qū)或曾有多次火山噴發(fā)。成果在線發(fā)表于我國(guó)綜合類學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)通報(bào)》英文版。>>詳情
10月15日，在中科院地質(zhì)與地球物理研究所月球樣品潔凈室，田恒次副研究員在處理月球樣品。新華社記者 金立旺 攝
20億年前玄武巖揭示月球演化奧秘
2021年10月19日，中國(guó)科學(xué)院發(fā)布嫦娥五號(hào)月球樣品最新研究成果。來(lái)自中科院地質(zhì)地球所與國(guó)家天文臺(tái)等單位的研究人員發(fā)現(xiàn)，嫦娥五號(hào)月球樣品為一類新的月海玄武巖，月球最“年輕”玄武巖年齡為20億年，其晚期巖漿活動(dòng)的源區(qū)并不富集放射性元素，并且月幔源區(qū)幾乎沒有水。相關(guān)研究成果通過(guò)三篇《自然》論文和一篇《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》論文在線發(fā)表。
以往對(duì)美國(guó)、蘇聯(lián)的月球樣本和地球上月球隕石的研究已證實(shí)，月球的巖漿活動(dòng)至少持續(xù)到大約28至30億年前，古老的巖漿噴發(fā)活動(dòng)留下的黑色玄武巖形成了所見的“月海”。
但是，“對(duì)于月球巖漿活動(dòng)停止的確切時(shí)間，科學(xué)界一直存在爭(zhēng)議?！敝锌圃旱刭|(zhì)地球所研究員、中國(guó)科學(xué)院院士李獻(xiàn)華說(shuō)。在最新的研究中，研究人員利用超高空間分辨率鈾-鉛（U-Pb）定年技術(shù)，對(duì)嫦娥五號(hào)月球樣品玄武巖巖屑中50余顆富鈾礦物進(jìn)行分析，確定玄武巖形成年齡約為20.3億年，證實(shí)月球最“年輕”玄武巖年齡為20億年。
“迄今為止，月球歷史上在30億年前到10億年前之間到底有沒有巖漿活動(dòng)，火山噴發(fā)的數(shù)據(jù)記錄是一片空白，中國(guó)科學(xué)家發(fā)表的嫦娥五號(hào)月球樣品研究填補(bǔ)了這項(xiàng)空白?！泵绹?guó)加州大學(xué)戴維斯分校教授、國(guó)際知名同位素地球化學(xué)和宇宙化學(xué)家尹慶柱認(rèn)為，這一重大發(fā)現(xiàn)對(duì)于太陽(yáng)系行星表面隕石坑撞擊年齡的絕對(duì)標(biāo)定，以及對(duì)于進(jìn)一步研究月球的熱歷史演化都具有非常重要的意義。
