IT之家（遠洋）

IT之家 5 月 7 日消息，IT之家從從中國科學(xué)院物理研究所官網(wǎng)獲悉，通過對嫦娥五號月壤樣品開展系統(tǒng)的物質(zhì)科學(xué)研究，我國科研人員發(fā)現(xiàn)了多種類型、不同起源的月球玻璃物質(zhì)。更重要的是，他們還在嫦娥五號月壤中首次發(fā)現(xiàn)天然玻璃纖維。

研究團隊發(fā)現(xiàn)月球表面存在著固、液、氣多種轉(zhuǎn)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(dǎo)致的礦物熔化和快速冷卻產(chǎn)生了各種形態(tài)的玻璃物質(zhì)，包括旋轉(zhuǎn)形狀的玻璃珠（球狀、橢球狀、啞鈴狀等）、氣孔構(gòu)造的膠結(jié)質(zhì)、流體形態(tài)的濺射物等。這些撞擊起源的玻璃物質(zhì)記錄了月球表面從數(shù)千米到納米的多尺度撞擊事件，相關(guān)凝固玻璃的形態(tài)取決于撞擊溫度主導(dǎo)的玻璃形成液體的粘度，由此可反演隕石的撞擊強度。除了熔體冷卻玻璃，月壤顆粒表面還普遍存在著納米尺度的非晶層。精確的結(jié)構(gòu)和成分分析揭示這些納米非晶層具有兩種截然不同的起源：一種是太陽風(fēng)粒子注入誘導(dǎo)的輻照損傷作用，將晶態(tài)固體轉(zhuǎn)化成了玻璃態(tài)；一種是高速隕石撞擊導(dǎo)致的熱蒸發(fā)沉積作用，在礦物顆粒表面氣相沉積形成非晶薄膜。本研究發(fā)現(xiàn)的廣泛分布的氣相沉積非晶層澄清了目前關(guān)于嫦娥五號月壤顆粒表面是否存在沉積層的爭議。這些熔體冷卻、氣相沉積和離子輻照起源的玻璃物質(zhì)再現(xiàn)了月球表面與空間環(huán)境的相互作用，對理解月壤的形成與演化具有重要意義。

值得注意的是，嫦娥五號月壤中的玻璃物質(zhì)具有一些和阿波羅月壤顯著不同的特征。首先，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粘稠液體的熱塑成型，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(yīng)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(yōu)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(chǎn)玻璃建材的可行性，將為未來月球基地建設(shè)提供重要支撐。此外，研究團隊統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)嫦娥五號月壤表面的納米沉積非晶層遠薄于阿波羅月壤樣品，而且?guī)缀醪缓须y熔元素以及納米金屬鐵顆粒，僅由 Si 和 O 組成。這說明氣化月表物質(zhì)的微隕石撞擊強度更低，導(dǎo)致每次撞擊事件產(chǎn)生的熱蒸汽量更少，而且溫度更低不足以氣化其他難熔元素。這些特征共同揭示了嫦娥五號著陸區(qū)月球表面整體上更加溫和的撞擊環(huán)境。這一發(fā)現(xiàn)不僅成功解釋了嫦娥五號月壤高風(fēng)化程度和低玻璃含量的矛盾，也對著陸區(qū)月球表面的太空風(fēng)化、光譜特征和水含量等科學(xué)問題的研究具有指導(dǎo)意義。