月球“土”特產(chǎn)，寶藏何其多?

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12月17日，“嫦娥五號”在月球采集約2公斤月壤返回地球。為什么國家要花大力氣千里迢迢去月球帶些“土”特產(chǎn)回來(lái)？其實(shí)表面一片荒蕪的月球有很多寶藏，這些被人類(lèi)帶回地球的“土”特產(chǎn)也有不小的用途……

月壤寶藏——氦-3

當你來(lái)到月球，踏上美麗的月面，首先可以隨手收集一把腳下的月壤。月壤覆蓋在整個(gè)月球表面，是由巖石碎屑、礦物顆粒、玻璃、隕石碎片、粘合集塊巖等組成的松散堆積物。

與地球土壤的形成過(guò)程不同，月壤是在隕石和微隕石的頻繁撞擊、撞擊濺射物堆積、宇宙射線(xiàn)和太陽(yáng)風(fēng)的轟擊，以及劇烈的溫差促使月表巖石熱脹冷縮破碎等機械作用下最終形成的。月壤的堆積速度極其緩慢，大約1億年可以堆積到1.5~3米厚，比地球土壤形成要困難得多。

月壤成分非常復雜，最令人矚目之處在于它蘊含著(zhù)豐富的氦-3。氦-3有許多有趣的特點(diǎn)：液氦可以產(chǎn)生奇特的膜移動(dòng)現象，在約零下271攝氏度的低溫下會(huì )出現“超流”，能沿容器壁向上流動(dòng)，比熱容、表面張力、壓縮性都是反常的。

氦-3為地球能源問(wèn)題提供了一種解決方案。它是優(yōu)良的核反應原料，1公斤氦-3和0.67公斤氘發(fā)生核反應，將產(chǎn)生相當于一個(gè)一百萬(wàn)瓦發(fā)電廠(chǎng)19年發(fā)電量的能量，核發(fā)電效率非常高。而且氦-3在聚變過(guò)程中不產(chǎn)生中子，放射性小，反應過(guò)程易于控制，既環(huán)保又安全。

月球有豐富的氦-3資源

氦-3最初是在太陽(yáng)上由熱核反應形成，然后借太陽(yáng)風(fēng)撒向四面八方，只有很少的量能到達地球和別的行星。因為大氣層和磁場(chǎng)的阻礙，它們很難落在地球表面。月球幾乎沒(méi)有大氣層和磁場(chǎng)，所以太陽(yáng)風(fēng)攜帶的微粒便能順順當當地落在月球上，“陷進(jìn)”月面浮土里。

月壤中海量的氦-3儲量可以滿(mǎn)足人類(lèi)上千年的能源需求。同時(shí)太陽(yáng)風(fēng)還在源源不斷送來(lái)氦-3，儲量有增無(wú)減，這讓尋找新能源的科學(xué)家們看到了希望。

古老月巖石，開(kāi)發(fā)價(jià)值高

月球表面的各種巖石本身非常有紀念意義，因為它們有最古老的歷史。目前地球上能找到最古老的巖石年齡約為38億年，更久遠的就找不到了。

根據同位素的分析結果顯示，月殼高地巖石的形成年齡為42～43億年，是目前為止發(fā)現的“最老”的巖石。它不僅揭示了月球巖石類(lèi)型、月球的總體成分特征及其化學(xué)演化歷史等，同時(shí)還蘊含著(zhù)太陽(yáng)系行星、衛星早期演化歷史的重要科學(xué)信息。

除了古老，月殼高地主要巖石類(lèi)型有富含硅、鋁、鈣、鈉的斜長(cháng)巖，富含鎂的結晶巖套和富含鉀、稀土元素、磷的克利普巖，它們都各有特色且具有很大的開(kāi)發(fā)價(jià)值。

克利普巖在月球上分布廣泛，它是巖漿分異或殘余熔漿結晶形成的富含揮發(fā)元素的巖石，也被稱(chēng)為“月球上的花崗巖”。

克里普巖的主要礦物成分有長(cháng)石、輝石、二氧化硅礦物和不透明礦物，不含或含極其微量的橄欖石，克里普巖中的鉀元素、磷元素、稀土元素、釷元素及鈾元素的含量頗豐。

上述這些都在地球上有非常廣泛的用途，稀土元素應用于國防工業(yè)、冶金、機械、石油、化工、玻璃、陶瓷、紡織、皮革、農牧養殖等領(lǐng)域。釷可以制作合金、催化劑、高溫陶瓷材料、光電管、電子管、特殊焊條以及吸氣劑等，還是制造高級透鏡的常用原料；釷也是潛在的核燃料，經(jīng)過(guò)中子轟擊它可以轉化為鈾233，有重要的能源用途。

月海玄武巖，工業(yè)用途廣

如果你是去月海游覽，這里的“特產(chǎn)”就要數玄武巖了。

月球玄武巖

從地球看月亮，會(huì )發(fā)現月亮表面有明有暗，早期的觀(guān)察者以為這些地方被海水覆蓋，稱(chēng)它們?yōu)樵潞！?shí)際上，月球本身并不發(fā)光，而是反射太陽(yáng)光，月海也沒(méi)有水，之所以暗淡是因為里面遍布玄武巖，反射率比較低，所以看起來(lái)月海部分都是暗灰色的。

玄武巖是地下巖漿從火山中噴出或從地表裂隙中溢出后，經(jīng)冷卻凝結而形成的火成巖。一般來(lái)說(shuō)，玄武巖顏色較深，在巖石中可見(jiàn)氣孔，這些氣孔后來(lái)可能會(huì )被其他礦物充填。玄武巖巖漿的黏度小，易于流動(dòng)，形成很大的覆蓋層，常形成廣大的熔巖臺地，分布很廣。

月球上的玄武巖有很大開(kāi)發(fā)價(jià)值。從美國6次阿波羅計劃和蘇聯(lián)3次月球號探測器帶回的月球樣品分析結果表明，玄武巖中鈦鐵礦含量較高。后來(lái)的“克萊門(mén)汀號”和“月球勘探者”探測器也證實(shí)了這一點(diǎn)。

克利普巖

鈦鐵礦是提煉鈦和二氧化鈦的主要礦物，純鈦和鈦合金是新型的結構材料，在航天工業(yè)和航海工業(yè)中應用巨大；二氧化鈦俗稱(chēng)“鈦白”，是一種優(yōu)良的白色涂料，在光觸媒、化妝品等工業(yè)領(lǐng)域也應用廣泛。

這些資源不僅對人類(lèi)在地球上的生產(chǎn)生活非常重要，而且在未來(lái)的月球基地建設中也有重要的作用。玄武巖中鈦鐵礦可以提供鐵、鈦和氧，與氫反應產(chǎn)生的水將是月球基地獲取水資源的重要途徑之一。

別致的顏料——月塵

當我們離開(kāi)月面返回航天器，抖抖身上的衣服，會(huì )得到另外一種月球的“饋贈”——月塵。

月塵與月壤、月球巖石的成分一致，主要來(lái)源于月球表面的風(fēng)化碎屑物，在隕石轟擊、太陽(yáng)風(fēng)和宇宙射線(xiàn)以及巨大的晝夜溫差變化等作用下形成，只不過(guò)更加纖細。

不過(guò)月塵帶來(lái)的更多是麻煩。地球上的灰塵在風(fēng)和水流的長(cháng)期侵蝕作用下會(huì )變得平滑，月球上既沒(méi)有風(fēng)也沒(méi)有流動(dòng)水，塵埃顆粒保持著(zhù)尖銳鋒利的狀態(tài)，所以它會(huì )對人體和航天器造成損壞。

在阿波羅任務(wù)中，12名登月航天員因為吸入月塵，都引發(fā)了各種癥狀，包括眼睛和肺部感到刺痛，產(chǎn)生過(guò)敏反應——流淚、咳嗽，甚至呼吸困難，這被稱(chēng)為“月球花粉熱”。

由于月球的低重力和紫外線(xiàn)照射引發(fā)的靜電效應，月球表面月塵能彌漫數十米高，阿波羅飛船降落月球時(shí)，隨著(zhù)高度降低，月面能見(jiàn)度越來(lái)越糟糕，在著(zhù)陸前幾秒，幾乎什么都看不見(jiàn)，讓航天員心驚膽戰。

揚起的月塵還會(huì )附著(zhù)在航天服和航天器表面，很難清除干凈。粘附的月塵堆積在一起，還會(huì )導致各種設備故障和機械卡死的問(wèn)題。

雖然帶來(lái)的都是麻煩，但是月塵也有一些別出心裁的用處，比如說(shuō)用來(lái)做顏料。

阿波羅12號的航天員艾倫·賓在退役后成為一名職業(yè)畫(huà)家，他把在太空和月球上的見(jiàn)聞，用藝術(shù)的形式優(yōu)美地展現出來(lái)。

最傳奇的是，艾倫使用的顏料絕世無(wú)雙，里面摻了一些月塵。至于這些月塵是從哪里來(lái)的，是從兜里帶出來(lái)的，還是美國宇航局贈送的，就不得而知了。反正經(jīng)營(yíng)他畫(huà)作的藝術(shù)畫(huà)廊一直都這么說(shuō)，而且這些油畫(huà)深受太空迷、收藏家的推崇。

當有一天我們登上月球，這些隨身而來(lái)的小東西不妨收集起來(lái)，制作成一些工藝品或小物件，帶來(lái)的就是月宮的問(wèn)候。

來(lái)源：中國航天報

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