嫦娥五号探测仪从月球采回了1731克月壤试品,因数量不多就显得特别宝贵。国家航天局将这其中的53.6克试品分为152份,分给33家科研机构开展科研。中核集团中国核工业北京市地质研究院就获得了50mg月壤粉末状,恰好是从不上一小瓶底的试品中,专家发现了一种一个全新的矿物质,它被称之为“仙女石”Changesite-(Y)。
中国从50mg月壤里发现仙女石
“仙女石”是到目前为止人们发现第6种月球新矿物。有小伙伴感觉好奇心:我们自己的专家在50mg月壤里面就找到一种新矿物,美国强仕航天员6次登月一共搬回来380kg月球岩层和月壤,随便挑一块石头要比嫦娥五号的试品重,难道说他们才发现5种矿物?这不合理呀!
清晰地说,在过去52年来,美国一共只寻找4种月球新矿物,俄国发现1种,国家是全世界第三个发现月球新矿物的大国。
阿波罗17号航天员在月球取样
1970年,美国专家在强仕11号月岩样版中发现一种新的富钛矿物,它被称之为“阿尔马科月球石”——Armalcolite是由强仕11号三名航天员的名字英文字母拼出。
同一年,美国在强仕11号月岩中还发现一种辉铁矿石,它被称之为“三楔铁辉石”——Pyroxferroite表示这是一种富含铁的辉石。
1971年,美国还在强仕11号或12号带到的月岩中寻找一种新的铝硅酸盐矿物,它里面含有大量金属材料,由于石块是以月球静海捡来的,它被称之为“静海石”(Tranquillityite)。
又过了十八年,美国专家在强仕14号月球样版中澳发现一种没有颜色透明玻璃状大理岩,这类铝硅酸盐被确定为一种一个全新的月球矿物“耀西耀客石”(Yoshiokaite)。
从那以后,美国再没发现过新矿物。
2002年,俄罗斯在月球-24号月壤样版中发现“当然铈Ce”,铈是一种活泼金属,在地球上都还没发现这类的元素化合物形状。
仙女石
月球孔径约是地球上的四分之一,那么大一个星球,它绝对不仅有6种矿物。所谓月球新矿物,就是指在月球上发现的矿物,由于月球本来就是来自于地球上,因此它上边绝大部分的矿物,我们能够在地球上寻找。美国发现“阿尔马科月球石”和“静海石”以后,地理学家也在地球上找到同样的矿物。
大家脚下地球上有超出5000种矿物,可是在几十亿年前却并非如此。地球形成之时大概仅有12种矿物,其他基本上都是原素化合物。5亿光年后,地球上矿物增至350~500种。又过了10亿光年,地球上矿物增至1000种。矿物类型不断增长的主要原因与地球上的水、气体、板块运动及各种生物作用导致各种各样原素掺杂,化学变化愈来愈繁杂相关。
地球上矿物产生有繁杂原理
月球老早就失去了空气跟水,由于体型小,月球内部结构动能迅速流失,活火山不会再喷涌,化学变化停止,因此月球里的矿物类型相较于地球上少的多。
也正因为化学变化的一个过程中断,月球表层很多化学物质一直保持着几十亿年前情况。例如大家可以在月岩里发现很多单质铁,但在地球上无法找到,由于铁几乎都被空气氧化变成铁矿石。一样,月球岩层中发现的辉铁矿石在地球上都是亚稳态的,他会在漫长的地理条件下逐渐溶解。
强仕11号收集的月岩
月球表层绝大部分都是辉石、斜长石、孔雀石等铝硅酸盐矿物及各种金属氧化物。碳酸氢钙在地球上十分普遍但月球上找不着,这类矿物的建立必须二氧化碳和水,这几种物品在月球都那么稀有。
仙女石是一种聚磷酸盐,科学家精英团队从50mg月壤的14万多个细微颗粒物中剥离出一粒10×7×4μm大小的小单晶体,这枚小玩意还不到人头发丝直径的十分之一大。专家根据X射线衍射、聚焦离子束透射电镜等一系列技术手段对结晶开展激光切割研究分析,最终决定它是一种一个全新的月球矿物。
仙女石十分细微
为何美国在50很多年里也没有发现仙女石?一种有可能是这类聚磷酸盐矿物在月球表层遍布不均匀,强仕样版里真没有。另一种可能是美国科研机构“有权有势”,她们不用像科学家那般剖析每一粒月尘,因而忽视了这类新矿物的出现。
发现仙女石有何意义,我们通过开发设计这类新矿物获得经济收益吗?事实上因为探月之行斥资很大,就算月球上百花怒放,将它们捡来也没有经济收益。
嫦娥五号在月球表层抽样
仙女探月工程项目的真真正正使用价值取决于科技进步。月球每一种矿物都有其与众不同的产生标准,科学研究这种矿物的特点,就好像是打开一本厚重的历史书,它揭露了月球、地球上和太阳系的发源和演化史,给我们进行太空科研提供参考。对月球矿物的探索也明显提高了我国科技创新能力和最前沿基础科研水平,进而促进国家在更广泛领域内的科学合理发展。
仙女探月不是终点,反而是新的征程。想必伴随着对月壤探索的进一步推进,我们自己的专家也将有更多的更大一点的发现。