嫦娥五号月球土壤研究又出新成果了!中核集团科研团队利用“中子活化”分析技术对月壤样品进行了分析研究,准确测定出40多种元素的含量,科学家透露,月球表面土壤中钛的含量是地球的6倍多!不仅如此,中国科学家团队的报告中还出现了“和阿波罗号月球样品有很大不同”的表述。
中国团队发现月壤与阿波罗样本有很大不同
有朋友说,嫦娥五号采集回来的月壤样品与美国当初送我们的1克月球岩石相比相差巨大、“天壤之别”,“一种可能是美国给的是假货”,“他们根本没登上过月球”。果真如此吗?
嫦娥五号月壤样品化学元素含量测定
据说在45亿年前,地球形成之初是没有卫星的。但是在44.25亿年前,一颗火星大小的行星猛地撞上地球,将一部分地球物质抛到太空中,这些物质慢慢聚在一起就形成了月球。
因为月球是由地球撞出去的碎片聚拢而成,所以基本上地球有什么,月球也有什么,照理而言二者的成分应该相差不了多少。
但实际上却不是这样,因为月球体积小,它的重力只有地球的六分之一,引力太小留不住许多气体和挥发性元素,这些气体渐渐被太阳风吹到了太空中。但也有些元素在月球表面的含量比在地球表面要高,比如氦-3、铁和钛。
月壤钛含量是地球土壤的6倍多
钛在地球上并不稀有,它是地壳中排名第9多的元素,占地壳总质量的0.63%,在土壤中的比例大约为0.5%。但就像其它矿产一样,钛在地球表面的分布并不平均,具有商业开采价值的钛铁矿相对比较少。
月球表面有丰富的钛铁矿,化学分子式写成FeTiO3,你也可以认为这是氧化铁FeO和氧化钛TiO2结合而成的晶体,其中氧化钛含量为52.66%。
中国科学家通过分析嫦娥五号带回的月壤样本,发现每千克样本中含有31100毫克钛,也就是说钛元素的比例为3.11%,这是地球土壤中钛的6倍多。不仅如此,通过数据对比,科学家还发现嫦娥五号月壤中钛含量是阿波罗12号样本的2倍、阿波罗14号样本的3倍;相对应地,我们的铁含量也比美国样本要高许多!
钛和铁含量与阿波罗样品存在明显差异
这到底是为什么呢?难道美国人真的没登上过月球,他们只是在好莱坞的摄影棚里拍了几部大片,又随便捡了颗小石子儿欺骗我们的感情?
其实不只是月球,你在云南、安徽和黑龙江找三块石头,它们的化学成分和元素比例也各不相同,这与每个地方的地质条件有密切关系。
每当月圆之际,我们举头望明月,会很容易发现那上面有一些暗影,古人说那是吴刚种的桂树,其实月球表面明亮的部分是高地,而颜色灰暗的部分叫月海,是古老火山喷发形成的巨大玄武岩“平原”。
中美登月在不同地点
为了研究月球最年轻的火山,嫦娥五号降落在靠近月球北极“风暴洋”的平原上;阿波罗12号的着陆点在月海与高地交界处的一处火山口,而阿波罗14号则是第一个降落在月球高地的探测器。
月球表面元素的分布受地形的影响,平均而言,月海玄武岩里铁的含量是高地的2.5倍,钛含量更是比高地多出5倍。
月球平原与高地化学成分存在不同
那么,1978年美国送给我们的那一粒月球岩石究竟是真是假,它里边究竟含有多少钛呢?
根据1981年发表在《地球化学》期刊上的论文《阿波罗-17(70017—291)高钛月海玄武岩的化学组成及其成因的探讨》,我们可以知道中国科学家对美国送来的1克月岩样本中的一半进行了6种方法的化学成分分析,确定其中TiO2的算术平均值为11.32%。
由此,我们可以进一步算出那一粒月岩样本中钛元素的比例竟然高达6.56%!
中国科学家对美国送月岩的化学分析数据
实际上,美国送给我们的那1克月岩是从一块大的石头上敲下来的,这块石头的编号为70017。
1973年,在最后一艘阿波罗飞船“阿波罗17号”从月球返回后,时任总统尼克松将这块月球玄武岩的大约20%分割成几百片小碎片,每一片都密封在一颗桌球大小的丙烯酸透明盒子里,连同“登上月球的国旗”一起分送到世界各地,以显示美国在太空的成就。送给我们的样本编号是“70017-291”。
送我们的1克月岩来自“善意岩石”
美国“月球样品实验室”的科学家对这块石头的其它部分也进行了详细的切片和成分分析,发现其中存在大量的钛铁矿,是一个“粗粒高钛玄武岩”,其中含TiO2达12.44%,这与中国科学家的分析基本吻合。
编号70017-125切片显示有长钛铁矿
同样都是来自月球,为什么不同样本中钛的含量差异如此巨大?阿波罗17号着陆于月球高地与月海边缘一个叫“金牛座-利特罗山谷”的地方,科学家认为这是一个年轻的月球火山,从火山喷出的玄武岩中能获得更多的月球地质信息。
与阿波罗17号类似,我们的嫦娥五号探测器也是降落在月海中一座年轻的火山旁边,这座名字叫“蒙斯·鲁姆克”的火山直径达65公里,上面密布着高高低低30个火山口,从中流出的岩浆覆盖了非常广阔的区域,凝固的玄武岩中就含有非常丰富的铁和钛。
嫦娥五号在月球表面采样
总结:
嫦娥五号采集的月球土壤样本中含有高比例的钛和铁,比此前阿波罗12号和阿波罗14号样本里的钛和铁高几倍,这并不说明阿波罗计划“有水”或者人家送了假的月岩;美国人送的月岩样本来自于阿波罗17号宇航员捡到的岩石,而这块岩石中含的钛比嫦娥五号样本还要高。
月球上铁和钛的含量与火山喷发有密切关系,总体而言,月海的钛铁矿比高地多,未来的月球基地也许就会建在这些地方,以便充分利用这些矿物资源生产钛和氧气,为长期科学探索服务。
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