每吨190亿元!嫦娥五号带回罕见物质,100吨够全球用1年


每吨190亿元!嫦娥五号带回罕见物质,100吨够全球用1年
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每吨190亿元!嫦娥五号带回罕见物质,100吨够全球用1年】根据《科学》(Science)杂志刊载的一项新研究[1] , 来自中国地质科学院、美国圣路易斯华盛顿大学、澳大利亚科廷大学等科研机构和大学的研究人员 , 联合分析了嫦娥五号带回的月球样本 , 结果发现它们的年龄不到20亿年 , 这是目前已知最为年轻的月球物质 , 比美国阿波罗载人登月带回的月岩年轻了10亿多年 。
2020年 , 我国发射了嫦娥五号前往月球 , 开展中国航天史上首次月球采样返回任务 。 嫦娥五号在月球正面上实现了自动采样和封装 , 最终成功把1.731千克的月壤和月岩带回地球上 , 此时距离上一次月球采样已经过去了将近半个世纪 。
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从1969年至1972年 , 阿波罗载人飞船先后6次登陆月球 , 宇航员总共收集了381千克的月球样本 , 并将其带回地球(我国曾获赠其中1克) 。 分析显示 , 这些月岩都十分古老 , 收集自月海的玄武岩可以追溯到31.6亿年前 。 收集自高地的月岩更是能追溯到44.4亿年前 , 这要比地球上已知最古老的岩石还要早1.6亿年 , 已经接近月球和地球的起源时间 。
过去 , 月球表面发生过多次火山喷发 , 产生了大片玄武岩 , 由此形成了低洼平原地区——月海 , 就是我们在地球上用肉眼可以看到的月球黑色部分 。 大多数月球火山活动发生在30亿到40亿年前 , 但由于月球内部存在一种加热机制 , 使得火山活动可能一直延续到20亿年前 。
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嫦娥五号去了月球上相对较为年轻的区域——风暴洋 , 这是当时火山喷发形成的凝固熔岩区域 。 在那里 , 嫦娥五号采集到的样品有助于填补月球演化历史的关键时间空白 。 分析表明 , 嫦娥五号收集到的玄武岩要比此前的样本年轻很多 , 年龄估计只有19.6亿年 。
由此可以推测 , 大约20亿年前 , 月球上仍有火山活动 , 喷发出温度超过1000℃的玄武岩岩浆 。 过去科学家认为 , 月球地壳深处的放射性元素可能会提高某些地区的温度 , 从而让月球保持地质活动 。
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但根据嫦娥五号的样本分析结果 , 科学家并没有大量检测到相关的放射性元素 , 这意味着当时肯定有别的东西在使月球升温 。 有一种观点认为 , 这可能是潮汐加热的结果 。 地球和太阳的引力作用在月球上 , 不断对月球进行拉伸和挤压 , 由此产生热量 , 驱动月球内部的地质活动 。
有关月球的未解之谜还有很多 , 比如神秘的月球背面 。 与朝向地球的月球正面相比 , 月球背面的地形迥然不同 , 那里很少有月海 , 取而代之的是大量的陨石坑 。 正因为如此 , 我国的嫦娥四号选择在那里登陆 。
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预计在2024年 , 我国将会发射嫦娥六号 , 前往月球南极或者月球背面的艾特肯盆地 , 在那里采集样本 , 然后带回地球 。 届时 , 有关月球乃至太阳系的形成之谜将会被进一步揭开 。
除了研究月球本身的未解之谜外 , 科学家还会重点研究一种罕见物质——氦-3 。 在嫦娥五号的第一批月球样本分发中 , 核工业北京地质研究院获得了其中50毫克 , 目的是把其中的氦-3提取出来 。
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当前 , 研究人员采用氘和氚作为可控核聚变的燃料 。 虽然这种可控核聚变反应要比核裂变反应能够更高效地产生能量 , 并且也更加清洁 , 但仍然会产生中子辐射问题 , 由此也会损失不少的能量 。
如果把核聚变燃料换成氦-3 , 不但可以做到完全清洁 , 而且还能进一步提高核聚变反应产生的能量 。 据估计 , 100吨氦-3产生的能量够全人类用一年 。 虽然氦-3的前景非常好 , 但地球上的含量非常稀少 , 这使得它们十分昂贵 , 每吨价值可达190亿元 。
先前的分析表明 , 月球上有大量的氦-3 。 因为月球没有磁场和大气层 , 来自太阳风的氦-3可以直接到达月球表面 , 并且不断在那里聚集 。 月球浅层土壤中的氦-3储量多达110万吨 , 这是吸引人类探测月球的一大原因 。
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