對(duì)話行星地質(zhì)學(xué)家：“月球采樣”那些事
上圖：在北京航天飛行控制中心拍攝的落月后的嫦娥五號(hào)探測(cè)器。
■本報(bào)記者 鄭蔚
嫦娥五號(hào)是我國(guó)探月工程最復(fù)雜、難度最大的任務(wù)之一。12月2日4時(shí)53分，探月工程嫦娥五號(hào)著陸器和上升器組合體完成了月球鉆取采樣及封裝。截至發(fā)稿時(shí)，正按計(jì)劃進(jìn)行表取采樣。人類已經(jīng)有四十多年沒有從月面采集月壤和月巖了，“月球采樣”究竟有何意義？記者近日采訪了中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)行星地質(zhì)學(xué)教授肖龍。
“無人采樣”計(jì)劃在月球采樣2000克
文匯報(bào)：在社會(huì)高度關(guān)注“嫦五”的同時(shí)，很多讀者第一次聽到“行星地質(zhì)學(xué)”這個(gè)詞，請(qǐng)先介紹一下，“行星地質(zhì)學(xué)”研究的是什么？
肖龍：行星地質(zhì)學(xué)是行星科學(xué)的一部分。1969年7月“阿波羅”月球采樣返回之后，提供了研究月球的實(shí)際材料，再結(jié)合大量遙感探測(cè)數(shù)據(jù)的研究，開啟了行星地質(zhì)學(xué)學(xué)科。
現(xiàn)今，行星地質(zhì)學(xué)的研究對(duì)象包括了所有有巖石表面的天體，包括行星和衛(wèi)星、小行星等。行星地質(zhì)學(xué)研究月球、火星等類地天體的地形地貌物質(zhì)組成、構(gòu)造變形，以及形成和演化歷史。通俗地說，行星地質(zhì)學(xué)就是研究月球、火星等星球它們長(zhǎng)什么樣子，是什么物質(zhì)組成的，又是怎么形成的等等。
文匯報(bào)：取回這2000克月壤月巖，有哪些重要意義？
肖龍：月壤是月球巖石經(jīng)過數(shù)十億年的空間風(fēng)化后形成的，包含不同粒度的巖石碎屑、撞擊熔體碎屑、火山玻璃和各種角礫巖，還有太陽(yáng)風(fēng)注入的各種粒子等。因此，科學(xué)家可以通過研究月壤中不同的組分，來獲得原始月球的物質(zhì)組成、外來物質(zhì)、形成時(shí)間等重要信息。研究月球的土壤還可以幫助我們了解早期太陽(yáng)活動(dòng)情況，從而為了解地球早期經(jīng)歷的相關(guān)地質(zhì)過程提供參考。從我國(guó)的行星科學(xué)來說，將利用這些寶貴的樣品，為認(rèn)識(shí)月球開展深入的研究。其科學(xué)成果和不斷進(jìn)步的工程技術(shù)，也有助于將來的載人登月和火星、小行星探測(cè)任務(wù)。
打開月壤月巖里深藏的秘密
文匯報(bào)：為什么我國(guó)首次取月球土壤巖石就采用鉆探的方式？是不是地表以下的巖石蘊(yùn)含著月球和太陽(yáng)系更多的信息？
肖龍：鉆探采樣，就是想獲得從表面到地下一定深度的樣品。月球的月壤從表面到深部，其物質(zhì)組成、粒度等性質(zhì)有很大差異，不同深度的月壤記錄的月球科學(xué)信息也有所差異，因此需要獲得地下的樣品，而且要連續(xù)，保持原始的層理信息。這些樣品中包含有太陽(yáng)風(fēng)和宇宙射線與月巖相互作用的產(chǎn)物，因此對(duì)于了解太陽(yáng)的活動(dòng)歷史也是很重要的。
文匯報(bào)：有報(bào)道說，取回月巖有助于弄清月球何時(shí)停止火山活動(dòng)，弄懂“月球何時(shí)停止火山活動(dòng)”有多重要？如果月球還未停止火山活動(dòng)，是不是可以說月球的內(nèi)核還是“熱”的，月球就還沒有“死去”？
肖龍：與地球類似，火山和地震等是月球最直觀和最重要的地質(zhì)活動(dòng)現(xiàn)象。根據(jù)“阿波羅”的樣品研究，發(fā)現(xiàn)月球上的火山巖年齡都老于30億年，因此科學(xué)家推測(cè)月球的生命在那個(gè)時(shí)間就停止了。但后來的研究發(fā)現(xiàn)，月球還可能有一些更為年輕的火山巖。如果這一解釋能夠得到樣品數(shù)據(jù)的支持，就會(huì)改寫我們以往的認(rèn)識(shí)。
文匯報(bào)：如果月球不久前還發(fā)生過火山噴發(fā)和月震，會(huì)不會(huì)影響將來人類在月球上建立基地？
肖龍：我們所說的“年輕”火山活動(dòng)也是十幾億年之前的事情了，那時(shí)地球上還沒有出現(xiàn)高等生命?？茖W(xué)家沒有發(fā)現(xiàn)月球上有活火山，因此不會(huì)對(duì)建立月球基地有影響。
形成1厘米厚的月壤至少要上千萬年
文匯報(bào)：科學(xué)家對(duì)月球的研究，是不是會(huì)帶來我們對(duì)地球生命起源的新認(rèn)識(shí)？
肖龍：對(duì)于探索地球的生命起源來說，研究月球無法給出直接答案，但是有些現(xiàn)象和事實(shí)可以幫助我們分析生命起源的可能性。一是月球上分布有無數(shù)的撞擊坑，這些撞擊事件，可以將月球上的巖石撞碎，并以極快的速度飛出月球引力區(qū)。同樣的原因，我們?cè)诘厍蛏弦舱业搅瞬簧俚幕鹦请E石。這說明太陽(yáng)系不同天體的物質(zhì)可以通過撞擊濺射相互交換。因此，不排除早期地球的生命物質(zhì)是來自其他天體的可能性。另一方面，地球和月球之間的潮汐作用，也可能為地球海洋生命登陸提供了可能。
文匯報(bào)：土壤學(xué)家說，在地球上形成1厘米的土壤，要100-1000年的時(shí)光。您認(rèn)為在月球上，如果產(chǎn)生1厘米的土壤，要多少年呢？是不是因?yàn)樵虑虮砻鏇]有有機(jī)物，所以土壤形成時(shí)間要長(zhǎng)得多？
肖龍：從巖石轉(zhuǎn)化為土壤的過程，稱為風(fēng)化作用，月球上缺少化學(xué)風(fēng)化和生物風(fēng)化，只有物理風(fēng)化作用。從巖石形成土壤的過程經(jīng)歷了隕石撞擊破碎、太陽(yáng)風(fēng)和宇宙射線的照射、極大的溫差不斷使得石塊碎裂變成小顆粒、最后形成粒徑不到一毫米的月壤?？茖W(xué)家通過不同的模型計(jì)算，其結(jié)果相差很大，但形成1厘米厚的月壤至少也要上千萬年。