月球土壤

月球古老的岩石已使科學家疑惑不已，然而，和這些岩石周圍的土壤相比，岩石還算是年輕的。據分析，土壤的年齡至少比岩石大10億年。乍一聽來，這是不可能的，因為科學家認為這些土壤是岩石粉碎後形成的。但是，測定了岩石和土壤的化學成份之後，科學家發現，這些土壤與岩石差別巨大，似乎是從別處來的。 ^[1] 

俄羅斯專家曾經利用獨特的方法對月球的土壤樣本進行研究，結果發現了多種礦物質成分，這些成分雖然很少，然而卻達20多種。

這些月球的土壤樣本是很多年前從月球帶回地面的，現今仍保存完好。研究人員將其磨碎之後灑在很薄的碳質透明膠帶上，然後利用分辨率達100納米的掃描顯微鏡和分光計進行觀察測試，其結果使得研究人員喜出望外，月球土壤中居然存在天然的鐵、金、銀、鉛等礦物顆粒、含有金和鋅的銅礦顆粒、含有少量錫和銅雜質的銻礦顆粒和少量錸等礦物顆粒。這些礦物質的發現表明，科學家有關月球上廣泛存在重金屬的推測是正確的 ^[34]  。 ^[1] 

研究者在月球土壤中發現了純的輝鉬礦，這也就説明月球上本來就存在輝鉬礦，而不是以前認為的輝鉬礦是由航天器結構材料及潤滑油帶到月球上的。俄羅斯研究人員首次在月球土壤中發現了由鎘、鋅、鐵、錳和硫結合而成的硫鎘礦。他們在月球土壤中還發現了含有銅雜質的硫化金和地球上所沒有的碘化銠，但是他們在月球土壤中並沒有發現之前提到過的鉑和鈀。 ^[1] 

嫦娥五號月壤中外來岩屑能為認識月表物質翻耕遷移過程、月殼岩石組成多樣性、月殼地質演化等提供製約信息。 ^[33] 

2020年12月17日凌晨，嫦娥五號首次實現了月球採樣返回。成功地從月球風暴洋北部帶回了新的月球樣品，在內蒙古四子王旗預定區域安全着陸。這標誌着科學家自蘇聯1976年的“月球24號”無人探測任務以來首次獲得新的月壤樣品。 ^[2]  分析顯示，嫦娥五號樣品具有前所未有的、20億年的年輕火山活動證據和顯著特徵的物質組分。 ^[46] 

2021年2月22日，中國國家博物館GB93484號藏品月壤運抵國博。 ^[3] 

2021年12月25日上午，嫦娥五號備份存儲樣品交接儀式在湖南省韶山市舉行，國家航天局向湖南大學交接月球樣品備份證書，標誌着探月工程月球樣品備份存儲韶山基地正式啓用。 ^[5] 

2022年8月，據中國科學院國家空間科學中心消息，中國首次月球採樣返回任務嫦娥五號（CE-5）着陸於月球風暴洋北部年輕的克里普（KREEP）地體，成功帶回1.73kg月壤。 ^[19] 

“‘嫦娥五號’主要採用兩種採樣方式，即機械臂表取和鑽具鑽取，兩種方式互為備份。樣本的預期總質量約為2千克，其中鑽取0.5公斤，表取1.5公斤。實際取樣質量為1731克。所謂表取，是在月球表面採集月壤。在表取工作之前，先會進行鑽取，鑽頭可深入月球內部2米，鑽取月壤巖芯。在取樣的過程中，‘嫦娥五號’就要把採到的巖芯、土壤部分裝到一個包裹裏，保持真空密閉。這樣才能在返航地球的時候，保證樣本不被地球環境所污染。容器到地球后打開後的分裝，也都需要在真空或者惰性氣體環境下進行。” ^[11] 

嫦娥五號最新月壤研究成果發佈：核技術測定月壤化學元素含量 ^[8] 

2022年，中核集團原子能科學研究院團隊利用核技術對嫦娥五號月球土壤樣品進行分析研究，準確測定了月壤樣品中40多種元素的含量。此次科研團隊通過採用中子活化分析技術，對嫦娥五號所採集的月球樣品進行了研究，發現嫦娥五號月球樣品中所含有的化學元素與地球樣品存在很大差異。 ^[7] 

2022年初，由哈爾濱工業大學機器人技術與系統國家重點實驗室等多家單位合作在國際著名學術期刊《Science Robotics》發表了題為“玉兔二號”月球車2週年的月球背面移動與科學探索”的論文， 團隊根據月球車車輪與月面作用的信息和地面力學模型估計了月壤的力學特性，結果表明月壤風化層的承壓特性與地球上的幹沙和沙壤土類似，與美國阿波羅計劃中的典型月壤相比具有更強的承壓特性。 ^[9] 

2022年4月，我國科學家通過對嫦娥五號月球樣品的研究發現，月球表面的太空風化作用主要受到微隕石撞擊、太陽風及宇宙射線的輻照等因素共同作用。科學家解析了月球表面不同礦物的太空風化作用機制，對更好認識月球表面物質演化過程具有重要意義。

該研究由中科院地質與地球物理研究所電子顯微鏡實驗室高級工程師谷立新與合作者共同完成，相關成果日前在國際學術期刊《地球物理研究快報》發表。 ^[10] 

2022年，中國科學院地球化學研究所與昆明理工大學聯合研究團隊針對嫦娥五號表取月壤粉末中的鐵橄欖石顆粒開展了深入與細緻的分析工作，在亞微米級尺度的二次撞擊坑中發現了歧化反應成因單質金屬鐵的可靠證據。同時，理論計算的結果表明該二次撞擊坑的形成速度低於3.0km/s。 ^[20] 

2022年5月12日，發表在《通訊生物學》雜誌上的一項新研究顯示，佛羅里達大學的研究人員首次在NASA阿波羅登月計劃任務期間收集的月球土壤中種出了植物 ^[13]  。研究人員原本不知道貧瘠的月球土壤裏能否長出東西，想看看新一代月球探險者能否用月球土壤種植食物。實驗結果讓他們驚呆了。 ^[14] 

不久前，中國科學院比較行星學卓越創新中心成員與中國科學院地球化學研究所杜蔚研究員團隊，就在嫦娥五號月壤樣品中發現了共生的二氧化硅的高壓相——賽石英和斯石英。這是在地外返回樣品中首次確認發現賽石英。 ^[16] 

2022年6月，俄羅斯科教部新聞處向衞星通訊社表示，俄羅斯科學院韋爾納茨基地質化學與分析化學研究所的專家與外國同事一起，在半個多世紀前被運送到地球的月球土壤中發現了一塊小行星的碎片，這一發現將使科學家能夠更多地瞭解流星雨的強度和成分的變化。這些發現已發表在國際著名科學雜誌《自然天文學》上。 ^[17] 

2022年9月7日獲悉，基於嫦娥四號探測器對月球背面表層月壤温度的就位測量結果，中國地質大學（武漢）行星科學研究所、澳門科技大學和中國空間技術研究院的研究人員發現，月壤具有非常好的隔熱性，可作為月球基地表面隔熱材料。科學新發現 論文通訊作者、我國嫦娥四號月球探測任務核心科學家團隊成員、中國地質大學（武漢）副教授黃俊告訴科技日報記者，這是人類首次利用就位探測數據揭示月球背面月壤的熱物理性質，對於認識月球地質歷史和探月航天器設計具有重要意義。相關成果近日發表於國際學術期刊《國家科學評論》。 該研究採用了嫦娥四號着陸後第三個月的月壤温度數據。 ^[21] 

2022年9月9日，國家航天局、國家原子能機構聯合在京發佈嫦娥五號最新科學成果。國家原子能機構副主任董保同在發佈活動上宣佈，中國科學家首次在月球上發現的新礦物，被命名為“嫦娥石”。這是我國在空間科學領域取得的一項重大科學成果，也是核與航天跨行業、跨專業合作的一次成功探索。 ^[22] 

2022年10月22日，《科學進展》在線發表了嫦娥五號月壤樣品的最新研究成果。中國科研人員提出新的月球熱演化模型 ^[26]  。

2022年10月，基於嫦娥五號月球樣品的實驗室分析結果，並結合遙感探測數據，證明嫦娥五號月壤的光譜特徵主要是由其富含的富鐵高鈣輝石引起的，而非此前遙感探測推斷的橄欖石富集。 ^[28] 

2022年12月13日消息，中國科學家對嫦娥五號樣品的最新研究顯示，月表中緯度區域太陽風在月壤顆粒表層中注入的水比以往認為的更多，而月球高緯度區域可能含有大量具有利用價值的水資源。 ^[31] 

2023年1月消息，前人通過對遙感光譜探測的研究發現，月表OH/H2O的含量與緯度可能存在正相關性，即從赤道向兩極，隨着緯度增加水含量逐漸增加，在極區達到最高值。月表同一地區早中晚水含量有明顯變化。 ^[35] 

2023年5月，中國科學院物理研究所通過對嫦娥五號月壤樣品開展系統的物質科學研究，科研人員發現了多種類型、不同起源的月球玻璃物質。更重要的是還在嫦娥五號月壤中首次發現天然玻璃纖維。相關研究成果在線發表於《國家科學評論》。 ^[40] 

2023年11月，中國科學家領銜的國際研究團隊在探月領域的新成果結合中國嫦娥五號、美國阿波羅、蘇聯Luna樣品數據，採用深度學習方法獲得高精度月球表面化學成分（鐵、鈦、鋁、鎂、鈣、硅）分佈圖，全面反映月球表面化學特徵，為月球火山活動和熱演化歷史研究提供關鍵數據。研究成果近日發表於國際學術期刊《自然·通訊》上。

據介紹，月球表面的化學成分記錄了月球的形成和演化過程，對於揭示月球的物質構成和礦物岩石學特徵至關重要。吉林大學地球科學學院教授楊晨説，研究團隊結合中國嫦娥五號、美國阿波羅、蘇聯Luna樣品數據，基於深度學習建立了月球光學遙感影像光譜特徵與月球樣品元素含量之間的複雜非線性關係，對月球表面主要元素含量進行了精確估計（平均反演精度達96%），獲得了全新的南北緯65°之間、分辨率為59米/像素的高精度高分辨率月球表面化學成分分佈圖。 ^[46] 

中國科學院地球化學研究所聯合澳門科技大學和廣東工業大學，通過對嫦娥五號月壤顆粒開展研究，在月壤玻璃珠表面微隕石撞擊坑中發現一系列含Ti的蒸發沉積顆粒，分析顯示包括金紅石（TiO2）（2為下角標，下同）、三方結構Ti2O（Trigonal-Ti2O）和三斜結構Ti2O（Triclinic-Ti2O）共3種Ti納米礦物。

其中，三方結構Ti2O和三斜結構Ti2O之前尚未在天然地質樣品中被發現，這是樣品中發現的第七種、第八種月球新礦物；而在材料學領域，Ti2O是可在實驗室內製備的光催化薄膜材料。 ^[48] 

2021年6月26日，“時代精神耀香江”之百年中國科學家主題展暨月壤入港揭幕儀式在香港會展中心舉行，國家月壤在港正式亮相。 ^[4] 

2022年3月13日，俄新社報道《俄研究確認月壤對人類有害》。報道摘要如下：俄羅斯謝切諾夫國立醫科大學新聞處向俄新社發佈消息説，俄科學家已確定月球土壤對人類有害，其中的微量元素會刺激皮膚和呼吸道，對肝臟、腎臟和中樞神經系統造成損害，應作為登月前的考慮事項。 ^[6] 

2022年5月5日，南京大學、香港中文大學（深圳）、中國科學技術大學的研究團隊刊發於國際學術期刊《焦耳》的一篇文章稱，團隊在詳細分析嫦娥五號取回的月壤（以下簡稱嫦娥五號月壤）的元素和礦物結構後，發現月壤含有一些活性化合物。它們可以作為催化劑，藉助太陽光，將水和二氧化碳轉化為氧氣、氫氣和甲烷、甲醇。 ^[12] 

2022年6月，中國科學院比較行星學卓越創新中心成員、中國科學院地球化學研究所杜蔚團隊在嫦娥五號月壤樣品中發現了共生的二氧化硅的高壓相——賽石英和斯石英。本研究是首次在月球返回樣品中確認發現賽石英，為前人通過遙感數據分析提出的嫦娥五號採樣區存在遠處撞擊坑濺射物的觀點提供了重要證據。 ^[15] 

2022年6月27日，據英國《泰晤士報》報道，美國航空航天局（NASA）近日阻止了一場拍賣活動，拍品包括1969年阿波羅11號從月球上帶回的土壤和食用這些土壤的三隻蟑螂屍體，拍賣公司曾預估這些物品能夠拍出40萬美元的高價。 ^[18] 

2022年9月9日，據中核集團核工業北京地質研究院消息，中國科學家首次成功獲得嫦娥五號月壤中未來聚變能源資源氦-3的含量及其最佳提取參數。 ^[23] 

2022年9月，中國科學院地球化學研究所科研團隊針對嫦娥五號月壤樣品開展了研究，通過紅外光譜和納米離子探針分析，發現嫦娥五號礦物表層中存在大量的太陽風成因水，估算出太陽風質子注入為嫦娥五號月壤貢獻的水含量至少為170ppm。該研究證實了月表礦物是水的重要“儲庫”，為月表中緯度地區水的分佈提供了重要參考。這一成果在國際學術期刊《自然·通訊》發表。 ^[24-25]  10月，中國科學家根據對嫦娥五號月壤的研究提出了新的月球熱演化模型，揭開了困擾學術界的一大謎團：為何月球在距今20億年前依然有火山活動。 ^[27]  11月，中國科學院地球化學研究所研究團隊針對嫦娥五號表取月壤粉末中的硫化物顆粒開展深入細緻的原位微區分析，首次證實了月壤中存在撞擊成因亞微米級磁鐵礦的存在。 ^[29-30] 

2022年12月23日，嫦娥五號樣品中外來岩屑研究取得新進展。中國科學院地球化學研究所科研團隊通過研究嫦娥五號月壤樣品，獲得了月球20億年前年輕玄武岩地質單元上的外來火成岩碎屑組成，發現了月殼特殊岩石碎屑，指示月球上仍存在未被認識的地質單元。 ^[32] 

2023年3月，中英學者在嫦娥五號月球樣品中，測量到撞擊玻璃珠中的水，平均水含量可高達0.05%。揭示出月壤中的撞擊玻璃珠是一個儲水寶庫，它們可以維持月表水循環。 ^[36] 

2023年4月24日，國家航天局探月與航天工程中心向北京理工大學發放500毫克月球土壤樣品。 ^[37] 

2023年4月27日，中國科學院地球化學研究所對外公佈，該所李陽研究團隊通過對嫦娥五號細粒月壤進行細緻的掃描電鏡以及透射電鏡觀察，首次發現了具有蒸發沉積特徵的藍輝銅礦礦物（Cu1.8S）。該研究成果近期以封面文章發表在《科學通報》(Science Bulletin)上。 ^[38-39] 

2023年6月27日，國家航天局探月與航天工程中心公佈了第六批月球樣品發放公告，深圳大學深地科學與綠色能源研究院謝和平院士獲批100mg嫦娥五號月球樣品。 ^[45] 

2023年8月7日消息，香港大學地球科學系地質學家團隊通過國家航天局探月與航天工程中心月球樣品管理辦公室的審核，獲得“嫦娥五號”2020年採集的月球土壤樣本，成為首支研究月壤的香港團隊。 ^[43]  同日，香港大學召開記者會公佈，該校科研團隊近日獲得由嫦娥五號採集的月球土壤樣本作科研用途，希望揭開月球玄武岩背後的秘密，並嘗試解答糾纏科學界多年、有關月球年輕火山活動起源的難題。 ^[44] 

2023年12月，中國地質大學(武漢)教授肖龍團隊與美國布朗大學、夏威夷大學等科研人員合作，首次由實驗室磁學測試得到嫦娥五號月壤的成熟度指標，發現嫦娥五號月壤是迄今為止採集的最不成熟的月壤之一。 ^[47]