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样品分几种?你见过显微镜下的月壤吗?记者独家揭秘“月上来客”
2020年12月,嫦娥五号返回器携带约1731克月球样品安全返回,这是人类时隔40多年后再次成功采集到月壤。这些来之不易的珍贵月壤如何使用一直备受关注。今年7月12日,第一批月球科研样品发放,来自13所科研机构的31份样品借用申请获得通过。目前,第二批月球科研样品的申请正在进行中。月壤的科研样品是什么样子?哪些机构能够通过申请?带着这些问题,来看记者对月壤的独家揭秘。
嫦娥五号带回的月壤由探月工程地面应用系统的承担单位中科院国家天文台负责保管。第二批月球科研样品仍将采取开放式申请的模式进行发放。公众可通过访问中国探月与深空探测网,进入月球与深空探测科学数据与样品发布系统,获取有关信息,进行科研样品申请。
探月工程三期副总设计师 地面应用系统总师 李春来:能够申请来做深入研究的样品至少是三种,一种样品是原始的,就是没有经过任何处理的月球的粉末样品;还有一种是我们已经挑选了里面的一些粗的颗粒,也是一些玄武岩的颗粒物质;另外一种就是我们已经把样品制好了,就是把它已经放在树脂里面固化好了,然后把它磨出来一个平面,我们叫光片。
光片就是一面被磨平并抛光过的岩石标本,便于进行电子显微镜观察和电子探针研究,这种样品可以减少实验对月壤的损耗,从而能够让更多的机构和个人参与研究。
探月工程三期副总设计师 地面应用系统总师 李春来:样品的申请是对国内科学家和国内的研究单位公开的,要进行全面的一个评审和考核,申请样品的单位和个人有没有这个水平?有没有这个设备去做这个研究?最后根据大家的评估才会把这个样品交给你去做研究,这个过程还是比较严格,也比较科学的。
嫦娥五号带回的月球样品有着极高的科研价值。这些样品到底长啥样,它存放在什么地方?在获得许可之后,总台央视记者独家进入到了嫦娥五号月球样品的存放地。一起来看看这些珍贵的地外土壤。
在中科院国家天文台记者看到,保存月球样品的实验室被多项安全措施保护。打开实验室大门,需要三人在场,通过钥匙、密码和虹膜识别才可以打开。
进入实验室,记者看到,嫦娥五号带回的月球样品按照不同的获取方式进行了编号,封存在玻璃瓶内,直观看上去月壤呈黑色。经过允许,科研人员让记者近距离接触了试验箱里的月壤样品。
在存放月球样品的实验室,记者看到了粉末状、颗粒状和光片三种不同状态的月壤样品。不同的种类可以提供给不同研究方向的实验使用,将月壤损耗降到最低。
探月工程三期副总设计师 地面应用系统总师 李春来:初始就10个瓶子,从10个瓶子里面还要分出很多样品来,每一个样品都编个号,现在颗粒有1000多个颗粒。现在可以供大家申请的样品有将近30多个,包括颗粒、岩屑、光片、粉末。
李春来介绍,不同于地球表面的土壤,受到多种因素的影响,月壤的颗粒都相对较小,目前,嫦娥五号采集的样品平均粒径大概只有10微米左右。
在刚才的画面中,这些珍贵的月壤看起来和我们地球上的土没有多大区别。然而,事实果真如此吗?这些看起来并不起眼的月壤究竟是什么样子?继续看记者的独家揭秘。
总台央视记者 李宁:这个就是用来展示的月壤样品,直观地看它就是黑乎乎的一片。但是,如果我们把它放到一个高倍显微镜下,我们就会看到一个五彩斑斓的世界。
探月工程三期副总设计师 地面应用系统总师 李春来:我们挑选了一些比较大的月球颗粒,一毫米以上的大颗粒我们挑选下来的时候,它的表面会沾满了细的月球尘埃,这尘埃我们用酒精要把它清洗下来,洗下来的尘埃,我们就作为收集样品可以拿来做一些展示。在显微镜下放大了10倍以后,我们可以看到一些月尘颗粒本身的特性就不是黑色的了,不同的矿物就会显示出不同的颜色,比如说黄绿色的,一般来讲是橄榄石,白色的一般是硅酸铝钠钙这样的矿物。
记者:大家印象中玻璃可能是人工合成的一种产品,月球上这个玻璃跟地球上的有什么不一样?
探月工程三期副总设计师 地面应用系统总师 李春来:月球上的玻璃至少有两种形式的来源,一种是在玄武岩就是岩浆喷出来的时候就变成了玻璃了,这种叫火山玻璃。后面再受到一些小天体的撞击,撞击过程中产生了很高的温度,使原来的石头或者是撞击体本身发生了熔融,它再快速冷凝,冷凝成的玻璃我们叫撞击玻璃。
李春来说,通过这些发现就可以初步判断,月球上曾经也有过像火山喷发的情况。
探月工程三期副总设计师 地面应用系统总师 李春来:我们的玄武岩就是火山喷发形成的,我们的月海的岩石都是火山喷发产生的,就跟我们地球上的火山岩是一样的成因。
月球距离地球有38万公里,我们的科研工作者历尽辛苦把月球的土取回来究竟有什么用?他们又会进行怎样的研究呢?
关于月球形成的原因有很多种学说,很多科学家认为月球是45亿年前宇宙中发生的一次大碰撞而形成的。这种学说认为,在地球形成的早期,曾经有一颗星球撞击了地球,将地球的一部分撞了出去,相当多的碎石开始围绕地球运行,逐渐形成了现在的月球。
中国科学院地质与地球物理研究所 李献华院士:太阳系刚形成的时候是没有月球的,但是有原始地球,一个跟火星大小的星球撞击了我们原始地球,两个一撞,好多东西甩出去了,形成了月球,形成了我们现在的地月系统。
许多现象为碰撞说提供了佐证,科学家通过对阿波罗计划带回的月球样品分析,发现月球上有很多和地球上相似的元素,由此可见,月球很可能与地球同源,这就让对地球历史的研究变得有迹可循。
中国科学院地质与地球物理研究所 李献华院士:研究地球本身是很困难的,因为我们地球太活跃了,所以把很多老的信息都抹掉了,所以我们地球上现在能看到最早的岩石是40亿年,而40亿年的岩石,你在其他星球上面随便找。所以我们可以通过其他星球的研究来推断地球早期的样子,其他星球死掉了,我们地球还能活多少年?
通过对月球的研究,不仅可以了解地球的过去,甚至还可以看到地球的未来。一个星球的质量越小,它的演化速度就越快,所以月球的演化速度比地球要快得多。
探月工程三期副总设计师 地面应用系统总师 李春来:它的演化状态到现在和地球完全不一样,对我们地球以后演化的历史是不是有什么启示?我们地球是不是也在往这个方向演化?这都对地球的演化历史和演化趋势的认识应该提供一个很好的借鉴。
探月工程三期副总设计师 地面应用系统总师 李春来:在月球和地球之间正好有个火星,火星的直径大概是地球的一半左右,而月球的直径又基本上是火星的一半。所以这三个球的一个演化的历史,它的速率、它的体重或者它的体量就代表了不同的演化的速度,相当于三个不同的化石,能够研究它的不同的演化阶段和演化历史。
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