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嫦娥五號月壤樣品中發現天然玻璃纖維或為月球基建提供支撐_全球快看點

發布日期： 2023-05-09 16:50:42 來源：封面新聞

如果未來人類要在月球建立基地，就地取材可能是個好辦法。

日前，中國科學院物理研究所和北京凝聚態物理國家研究中心的研究報告在線發表于National Science Review《國家科學評論》。研究人員通過對嫦娥五號帶回的月壤進行分析后發現，月壤中包含玻璃物質，這些于碰撞中產生的玻璃纖維，未來或許會成為建設月球基地的材料。

跟琥珀一樣古老的月球玻璃

(相關資料圖)

玻璃不僅是重要的人造材料，更是自然界中普遍存在的天然物質。即使是在荒涼貧瘠的月球表面，仍然存在著由火山噴發、地質運動、隕石撞擊等活動產生的豐富的玻璃物質。許多月球玻璃能穩定存在億萬年，不僅可以像地球上的琥珀一樣保存古老的月球物質，還記錄著其形成時的環境信息，就像一幀幀的攝影快照一樣，記錄著月球億萬年間的重要歷史演化信息，是探索月球奧秘的重要材料。

嫦娥五號實現了我國首次地外天體采樣，成功采集返回了迄今為止最高緯度、最為年輕的月壤樣品，為揭示月球起源與演化、認識月球表面和空間環境、促進月球資源原位利用等提供了絕佳機遇，也為地外玻璃物質研究提供了寶貴樣本。

月球玻璃成因之一：月球頻被撞擊

近期，中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家研究中心汪衛華院士帶領的非晶團隊從玻璃這一獨特視角出發，對嫦娥五號月壤樣品開展了系統的物質科學研究。有趣的是，科研人員發現了多種類型、不同起源的月球玻璃物質。研究團隊發現月球表面存在著固、液、氣多種轉變路徑的玻璃起源。

月球表面頻繁遭受的隕石及微隕石撞擊導致的礦物熔化和快速冷卻產生了各種形態的玻璃物質，包括旋轉形狀的玻璃珠（球狀、橢球狀、啞鈴狀等）、氣孔構造的膠結質、流體形態的濺射物等。這些撞擊起源的玻璃物質記錄了月球表面從數千米到納米的多尺度撞擊事件，相關凝固玻璃的形態取決于撞擊溫度主導的玻璃形成液體的粘度，由此可反演隕石的撞擊強度。

就地取材在月球上生產玻璃

值得注意的是，嫦娥五號月壤中的玻璃物質具有一些和阿波羅月壤顯著不同的特征。研究團隊在嫦娥五號月壤中首次報道了天然存在的玻璃纖維。這些具有超高長徑比的玻璃纖維形成于撞擊過程中黏稠液體的熱塑成型，就像是實驗室中通過熱拉拔的方法制造非晶絲一樣。

和低長徑比的玻璃珠相比，形成玻璃纖維的液體粘度更高，意味著對應的撞擊溫度和撞擊速率更低，反映了月球表面較為溫和的微撞擊事件。這些天然的玻璃纖維證明，月壤具有良好的玻璃形成能力和優異的加工成型特性，肯定了在月球表面就地取材、利用月壤加工生產玻璃建材的可行性，將為未來月球基地建設提供重要支撐。封面新聞記者張崢