中国科学家从50毫克月壤发现嫦娥石,美国380公斤月岩里有什么?


中国科学家从50毫克月壤发现嫦娥石,美国380公斤月岩里有什么?


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中国科学家从50毫克月壤发现嫦娥石,美国380公斤月岩里有什么?


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中国科学家从50毫克月壤发现嫦娥石,美国380公斤月岩里有什么?


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嫦娥五号探测器从月球采回了1731克月壤样品 , 因数量少就显得格外珍贵 。 国家航天局将其中的53.6克样品分成152份 , 分配给33家科研单位进行科学研究 。 中核集团核工业北京地质研究院就得到了50毫克月壤粉末 , 正是从这不到一小瓶底的样品中 , 科学家发现了一种全新的矿物质 , 它被命名为“嫦娥石”Changesite-(Y) 。

中国从50毫克月壤里发现嫦娥石
“嫦娥石”是迄今为止人类发现的第6种月球新矿物 。 有朋友觉得好奇:我们的科学家在50毫克月壤里就找到一种新矿物 , 美国阿波罗宇航员6次登月总共搬回来380千克月球岩石和月壤 , 随便挑一块石头都比嫦娥五号的样品重 , 难道他们才发现5种矿物?这不合理呀!
准确地说 , 在过去的52年里 , 美国总共只找到4种月球新矿物 , 俄罗斯发现1种 , 中国是全球第三个发现月球新矿物的国家 。

阿波罗17号宇航员在月球采样
1970年 , 美国科学家在阿波罗11号月岩样本中发现一种新的富钛矿物 , 它被命名为“阿尔马科月球石”——Armalcolite是由阿波罗11号三名宇航员名字的字母拼成 。
同年 , 美国在阿波罗11号月岩中又发现一种辉铁矿 , 它被命名为“三斜铁辉石”——Pyroxferroite表示这是一种富含铁的辉石 。
1971年 , 美国又在阿波罗11号和12号带回的月岩中找到一种新的硅酸盐矿物 , 它里边含有多种金属 , 因为石头是从月球静海捡到的 , 它被命名为“静海石”(Tranquillityite) 。
又过了十八年 , 美国科学家在阿波罗14号月球样本中新发现一种无色透明的玻璃状长石 , 这种硅酸盐被确认为一种全新的月球矿物“耀西耀客石”(Yoshiokaite) 。
自那以后 , 美国再也没发现过新矿物 。
2002年 , 俄罗斯在月球-24号月壤样本中发现“自然铈Ce” , 铈是一种活泼金属 , 在地球上还没有发现这种元素的单质形态 。
月球直径大约是地球的四分之一 , 这么大一个星球 , 它肯定不只有6种矿物 。 所谓的月球新矿物 , 是指首先在月球上发现的矿物 , 因为月球本身就来自于地球 , 所以它上面绝大多数的矿物 , 我们都可以在地球上找到 。 美国发现“阿尔马科月球石”和“静海石”之后 , 地质学家也在地球上找到了相同的矿物 。
我们脚下的地球有超过5000种矿物 , 然而在几十亿年前却不是这样 。 地球形成之初大约只有12种矿物 , 其它大多是元素单质 。 5亿年后 , 地球矿物增加到350~500种 。 又过了10亿年 , 地球矿物增加到1000种 。 矿物种类不断增加的原因与地球上的水、空气、地壳运动以及各种生物作用造成各种元素混杂 , 化学反应越来越复杂有关 。

地球矿物形成有复杂机理
月球很早就失掉了大气和水 , 因为体积小 , 月球内部能量很快散失 , 火山不再喷发 , 化学反应终止 , 所以月球上的矿物种类相比于地球少得多 。
正因为化学反应的过程被打断 , 月球表面许多物质保持着几十亿年前的状态 。 比如说我们可以在月岩里发现许多单质铁 , 但在地球上很难找到 , 因为铁基本都被氧化成了铁矿 。 同样 , 月球岩石中发现的辉铁矿在地球上也是亚稳态的 , 它会在漫长的地质条件下慢慢分解 。

阿波罗11号采集的月岩
月球表面绝大多数都是辉石、斜长石、橄榄石等硅酸盐矿物以及各种氧化物 。 碳酸钙在地球上很普遍但在月球上找不到 , 这种矿物的形成需要二氧化碳和水 , 这两种东西在月球都很稀缺 。
嫦娥石是一种磷酸盐 , 中国科学家团队从50毫克月壤的14万多个细小颗粒中分离出一粒10×7×4微米大小的单晶 , 这颗小东西还不到人头发丝直径的十分之一大 。 科学家通过X射线衍射、聚焦离子束电镜等一系列科技手段对晶体进行切割分析研究 , 最终确定它是一种全新的月球矿物 。

嫦娥石非常细小
为什么美国在50多年里都没有发现嫦娥石?一种可能是这种磷酸盐矿物在月球表面分布不均 , 阿波罗样本里真没有 。 另一种可能是美国研究机构“财大气粗” , 他们不需要像中国科学家那样分析每一粒月尘 , 因此忽略了这种新矿物的存在 。

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