钱江晚报·小时新闻记者 郭闻

月球上的土壤可以种东西吗(月壤中发现高含量水)(1)

月壤中发现了高含量水。

这项科研成果一公布,大家哗然了。许多网友热烈地讨论着中国人最津津乐道的话题:能喝吗?能种菜吗?

答案自然是“不行”。公布这一成果的中国科学院地球化学研究所科研团队解释:这并不是我们日常概念中的水。我们所发现的月壤中的高含量水是存在于矿物晶体结构中的,所以是不能直接用来喝,或者用来种菜。但是未来可以通过对月壤的开发和利用,将这些水提取出来,可以在未来作为科研空间站的生命保障需求。这个意思就是,月表矿物就像仓库,它的里面装有高含量的羟基(-OH)物质,这是判断水存在的标准。一旦科技发展到一定阶段,我们就能够通过羟基合成水,就像把水的原材料从仓库中拿出来一样。

所以,虽然目前的月壤中的高含量水不能直接喝也不能用于种菜,但是它对未来探索月球及太阳系其他行星的意义却十分重大。

怎么去理解这项成果呢?

月球上的土壤可以种东西吗(月壤中发现高含量水)(2)

月球没有我们想的那么干旱

关于月球,在小学科学的学习中占到了很大比例,二年级、三年级、五年级的《科学》课本中,都分别有观察月相的内容,要求掌握月相变化的规律、太阳、月球和地球的关系。由此可见,作为地球的卫星,月球无论在学科学习,还是生活中,都很重要,对我们的影响都很大。

在我国航空航天事业蓬勃发展的时代,“月壤里发现高含量水”这样一件纯科研成果,能够获得这么高的关注,说明了大家对中国前沿科学的关注,是件非常好的事。

虽然月壤不能种菜,里面的水也不能喝,但是这个发现对未来的航天事业具有很重大的意义。

首先,它打破了普通人以往的认知。

我们通常以为,月球表面没有水,因为月球表面白天的温度超过120℃,大气压为0,即便在月球上泼一盆水,它也会迅速蒸发成水蒸气,水分子会被强烈的太阳射线分解成氢原子和氧原子,再被太阳风吹拂到太空中去,最后一滴都不会剩下。

但实际上,自从1969年开始,美国通过阿波罗登月计划先后6次登月并取回超过380公斤的岩石和土壤标本,各国科学家相继从这些样品里发现了微量的水。

2008年,印度的“月船一号”探测器发射,美国宇航局在这个探测器上安装了一台“月球矿物学测绘仪”和一个月球撞击器,通过分析月球反射光谱来探测月表矿物属性。当时,科学家在月球很多地方发现了羟基(-OH),特别是在南北两极的撞击坑里,水的信号尤其强烈。

但是,通过遥感探测得到的结果, 由于缺乏直接的样品分析证据,月表水的成因和分布一直存在争议。

直到这次,中国科研团队从月球样品中,发现矿物表层中存在高含量的太阳风成因水,至少为170ppm。ppm是计量学单位,1ppm指“百万分之一”,170ppm表示在1吨(100万克)月壤中含有170克水。

这是科学家第一次拿到月球表面含水的直接证据,并且水的含量出乎预料的多。

从“发现水”这个意义上来说,这项研究成果是一个很大的突破性进展。

为什么不同的月壤检测结果不同

说到这里,同学们可能会问,美国从月球上取下那么多的月球样本,又研究了那么多年,他们怎么就没有发现水的存在呢?

这与取样地方有很大关系。

之前美国获取月壤的地点主要是在月球上的富海和静海之中,后来美国与苏联之间曾经交换过月壤,双方的研究结果是成分差不多,也说明这两个国家取样地点比较接近。

而这次,中国是在月球最大的月海“风暴洋”北部的吕姆克山脉进行了取样,与美国的采样地点相距得相当远,这是人类从未探索过的区域。科学家推断,这里土壤体质更年轻,土壤中铀、钍、钾等放射性元素含量更高,更有研究价值和意义。相对美国采集到的月壤起码年轻15亿年。

所以,这次中国获得的月壤里准确地测定出40多种元素的含量,与美国赠送给中国的那1克月壤样品中测出来的结果有很大不同。

未来能做很多事

水被认为与生命的形成直接相关,有水才有产生生命的基础。

发现了水,就打开了月球未来的无限种可能,这意味着接下来我们可以做很多事了。

比如,月球有可能会成为未来空间站甚至是人类星际旅行的中转站。因为随着科技的发展,我们可以从月壤矿物中提取水(羟基),作为宇宙航行必备的水资源的补充。

而且,科学家已发现由于长期受太阳风吹袭,月壤含有大量氦-3,这是一种清洁的核能源,而氦-3在地球的含量极少,未来如果解决了核反应问题,就有可能解决在月球上发射火箭问题。因为月球很小,引力只有地球的六分之一,所以并不需要那么大的运载火箭。因此把月球当成是人类进行星际探索的中转站或者发射场,那将会十分的便利,人类对太阳系的探索也将突飞猛进。

获得月壤就意味着我们能够更好地了解月球。大家最感兴趣的能不能种菜问题,其实美国科学家已经迈出了第一步,在今年,美国科学家在12克月壤上种出了南芥。这意味着,未来在月球上种菜、种粮食的可能性是存在的。

这将是现代载人登月计划中不可缺少的一步,能够帮助我们更有针对性地建设月球科考基地。不久前我国科学家发现月壤中有富含铁、钛的活性化合物,它们可以充当催化剂,将月球上的原位资源水和二氧化碳转化为氧气、氢气和甲烷等。

看,这就是研究月壤的意义,一克小小的土里,能够看到未来的广袤的宇宙。

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