月壤的发现对人类意味着什么？我们为什么要研究月壤？
2024-11-19 阅读 19
更新于 2024年11月21日
首先，问题描述提及的新闻报导存在误导，断章取义，以局部取代整体，忽视了只有一部分钛铁矿富集氢的关键前提。
国内其他研究嫦娥五号月壤的单位，也有过针对月球氢、羟基、水分子赋存状态，以及钛铁矿的研究工作，但未发现与此论文相似的钛铁矿：发表于Innovation的论文研究的三价铁比例与氢含量超过了所有已知的月球钛铁矿，现象与宁波材料所在先的其他嫦娥五号月壤钛铁矿研究也不同。
准确的表达是：中高纬度月球表面充分暴露于太阳风的玄武岩质月壤，其中1吨三价铁偏高的钛铁矿等特殊的铁氧化物经过1000°C的加热，可使其晶格中的氢与铁氧化物基质反应形成51-76千克水。
宁波材料所这项研究主要针对铲取样品的钛铁矿，即月球当前表层的钛铁氧化物。
而应当注意的是，月壤样品是不均匀的，钛铁矿在月球表面也不是均匀分布，如高钛玄武岩、低钛玄武岩、斜长岩钛铁矿含量有很大的区别。
这个报导现在看来更倾向于偶然发现，因为更早地，中国科学院地球化学研究所，中国科学院地质与地球物理研究所，中国科学院国家天文台，山东大学，南京大学，中核集团等单位，也有过针对嫦娥五号钛铁矿的原位加热实验，或者发现了名义含水矿物，但已发表的研究均不同于本次报导这样的现象。
此次使用的样品里，钛铁矿三价铁含量比其它多数月壤样品明显偏高（如图A）。注意到，此次使用的样品成分特殊，钛铁矿三价铁占全铁比值，比其它多数月壤样品明显偏高（如上图A），可达30%的数量级。包括美国阿波罗，苏联LUNA，以及中国嫦娥五号其它研究中用到的月壤，三价铁占全铁超过1%的矿物屈指可数：阿波罗样品15421中的黝帘石，66095中的四方纤铁矿，74220橙色玻璃，嫦娥五号撞击成因磁铁矿。其它的已知99%以上月壤样品含铁矿物都难以达到如此高的三价铁比例。而铁氧化物中的三价铁比例提高会提升氧逸度，促进氢的氧化反应，此样品钛铁矿的氢含量可达数万ppm数量级，也远超过其他研究所用嫦娥五号样品中已知钛铁矿氢含量。因此可能是样品殊高的三价铁含量导致此研究的现象与过去发现的不同。
此前南京大学研究中，嫦娥五号与阿波罗样品的矿物XRD谱图与成分对比。箭头与框选是钛铁矿。其次，月球上不同位置钛铁矿的氢含量也不均匀，包括垂向不均匀与平面分布不均匀。因为氢主要源于太阳风，而月球表面陆续不断的陨石撞击事件会翻腾或者掩埋月球表面，被掩埋的月壤矿物无法充分接触太阳风粒子。所以，撞击坑底与溅射物，同一位置不同深度的钛铁矿太阳风成因氢含量是不均匀的。
水的生产技术路线是月球原位资源（ISRU）的研究热点。此次报导讲了一个有趣的故事，至于是否在月球有普遍的实用前景，还要进一步补充研究。
意味着距离探索宇宙更近了一步。首先月球是距离地球最近的天体，我们花费多年的时间到达月球，且月球对于人类来说是未知的，月壤的研究能进一步了解月球地质，分析月球的土壤构造及元素，能解开一些未知的谜团。
因为去月亮上一趟，不研究月壤还能研究啥？总不能空着手回来吧？花了那么多科研经费了，不多整出点明目来，怎么向上级交差？怎么发论文评职称？
月球没有大气圈，基本没有地球的气象、风化过程，月壤可以表征很多东西，比如地质过程、小天体撞击过程、太阳风的沉积等等。
工程上，这玩意是你在月球上建设的基础，也是唯一可以直接获得的物质资源。那么它能挖多陡的坡不倒、能不能用来当建材、能不能榨出点什么资源，就与未来可能的月球基地建设有关系。
目前的发现，对实际应用来说，意义约等于没有。
