最近,中国科学家在嫦娥五号带回来的月球样品中,又发现了两种月球新矿物。同时,在研究嫦娥五号和嫦娥六号月球样品的同时,今年8月底,嫦娥七号就要发射了,而嫦娥七号的任务,就是去月球南极找水。
把这俩事搁在一块看,挺有意思的,圈叔一个一个分别说。
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发现新矿物这事,可能咱们已经没有最初的那种激动的心情了。毕竟离2022年中国科学家第一次在月球样品里发现被命名为“嫦娥石”的时候,已经过去了4年时间了。当时,因为“嫦娥石”的命名,人类已经成功在月球上发现了共6种新矿物,中国也成了全球第三个发现月球新矿物的国家。
这次新发现的两种矿石,一个叫做镁嫦娥石,一个叫铈嫦娥石。加上之前咱们发现的那颗,现在中国已经凑齐了三颗“嫦娥石”的家族成员了。
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或许你会觉得,去遥远的月球上,找块破石头有啥好稀罕的?地球上的石头还不够研究的么?
而问题也恰好出现在这里:这些月球上发现的石头,地球上它没有。
镁嫦娥石和铈嫦娥石,是属于稀土磷酸盐矿物,和之前发现的嫦娥石,都是同属一个家族,学名叫陨磷钙钠石族。这一类矿物,在火星上也有发现,在一些小行星上也比较常见。它们完全不同于地球上的矿物成分。
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这些新矿物个头很小,肉眼根本看不见。比如镁嫦娥石的晶体粒径只有2到30微米,大概是一根头发丝直径的30分之一到3分之一。铈嫦娥石更小,3到15微米。找到它们,大概相当于我们在一座城市里面,找到几粒含有不同成分的沙子。
为啥要研究如此小的矿物呢?其实通过研究这些矿物的存在,就相当于在掀开这个地方曾经的历史,会在这些矿物中,了解这个地方曾经发生过啥。
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这些月球新矿物的发现也不容易。
科学家得先把月壤微粒,用用环氧树脂镶嵌凝固、磨平抛光,做成一个样品靶。然后用自动矿物识别分析仪,对每一个颗粒逐粒扫描,从能谱图里找异常信号。这也就相当于,在沙子粒里大海捞针。
仅仅捞到还不算完。因为只有成分还不够,必须同时拿到晶体的结构数据,才能最终确认是一种新矿物。所以得找到成分纯净、结晶完好的单晶,这个条件很苛刻。
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最值得一提的是命名这件事。
按照国际矿物学界的规则,谁发现新矿物,谁就有命名权。而且今后任何国家发现同系列的矿物,都必须以“嫦娥石”为词根来命名。这种“学术话语权”,比单纯发现一块石头意义大得多。意味着只要人类还在研究月球矿物,“嫦娥”这两个字就会一遍又一遍地被提起。
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那发现这些矿物到底有啥实际用处?
帮我们读懂月球。不同稀土元素占位记录了月球岩浆体系在不同演化阶段的物质组成变化,为认识月球的起源和演化提供了全新的矿物学视角。
为资源评估提供依据。这些矿物富含稀土元素,研究它们可以评估月球上稀土资源的潜力,为将来“就地取材”做准备。
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中国在月球矿物发现领域已经跟美国并列第一。到现在为止,全球在返回月壤中发现的月球新矿物一共八种,中国发现了三种。加上此前发现的,我国累计发现四种月球新矿物,与美国并列成为发现月球新矿物最多的国家。
从跟跑到并跑,这一步走得不容易。
今年,嫦娥七号就要发射了。目标很明确:月球南极,具体是南纬85度以上的南极-艾特肯盆地。
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为什么选那儿?
因为月球南极有些地方太阳永远照不到,叫永久阴影坑。科学家推测这些坑里可能封存着大量水冰,几十亿年来从彗星、小行星带来的水,在极寒的阴影里冻成了冰,一直没融化。
人民科学家、中科院院士叶培建说得很直白:“我们为了找水,采取了很多方式,表面找,还到坑里找。”
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嫦娥七号带了一个独创的飞跃器。这东西能飞到阴影坑里去近距离勘查。如果成功,这将是人类首次对月球阴影坑进行近距离探测。中国有望成为全球第一个在月球找到水的国家。
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这两件事放在一起看,有意思的地方就出来了。
一边是从月壤里“大海捞针”找矿物,一边是发射探测器去南极找水。一个是在已有的样品里挖掘新知识,一个是去全新的地方开拓新领域。一个靠的是极致的耐心和精细,几微米的颗粒,逐粒扫描,不放过任何异常;一个靠的是极致的勇气和技术,去人类从未到过的地方,做人类从未做过的事。
一个往回看,一个向前走。
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