快讯：收“快递”！嫦娥五号从月球带回4斤“土”，里面有什么宝？

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人们对月亮本身一直抱有强烈的好奇心

嫦娥五号将返回地面动画模拟画面。 (图片来源:央视截图)

文/张陂

12月17日凌晨，经过19天以上的太空事业，嫦娥五号带着距离风暴洋琉姆克山2公里的月球土壤返回地面。 自1976年苏联月24日带回100克以上的月球样本以来，人类再次得到了来自月球的土壤。

按照嫦娥五号设定的科学目标，科学家随后将对月球样品进行系统、长时间的实验室研究，分解月球土壤的结构、物理特征、物质组成，深化月球成因和演化的历史研究。

嫦娥五号采集的比较年轻的地体样本，有望帮助科学家推进对月球进化历史的认识，解开月球本身的谜团。

大冲突:关于月球形成的传说

月球是离人类生存着的地球最近的行星。 对于月球是如何形成的，和地球有什么关系，人们一直对月球本身抱有强烈的好奇心。

20世纪以来，科学家们提出了4种不同的月球起源假说:月球和地球在同一系统中吸收气体和尘埃而形成的双星吸收学说、地球早期自转过快抛出的分裂学说、地球重力捕获卫星的捕获学说、其他行星撞击地球而形成的大碰撞学说。

其中，大碰撞学说正被更多的科学家所接受。 约45亿6千万年前太阳系诞生之初，八大行星基本成型。 但是，太阳系的宇宙空间中，还漂浮着大大小小的星星。 大撞击假说认为，约45亿年前，火星大小的天体撞击了原始地球。 巨大的能量使整个碰撞体和地球的外轮层物质熔融、气化、混合，其中一部分逐渐凝聚形成了月球。

为了说明巨大的冲击，科学家使用了各种各样的方法。 例如，上个世纪6、70年代，美国的阿波罗计划从月球上陆续带回了总重量为382公斤的岩石，为人类提供了了解月球的样本。

探测数据表明，月球物质中的挥发性成分大量流失，金属核小，但有与地球相似的氧化还原程度等，都成为支持这一假说的证据。

而且，在过去很长一段时间里，月球陨石也成为了人类认识月球的窗户。 地球化学研究者通过对月球陨石阿波罗月岩样本的研究发现，地球和月球的氧同位素组成相同。 这意味着月球和地球上存在着相同的基因。

中国探月工程第一位首席科学家、中国科学院院士欧阳自远的话:千真万确，月亮是地球的女儿。

然而，尽管阿波罗计划在月球上的采样范围有限，但来自月球陨石的不确定性和遥感探测获取新闻的局限性常常如同隔靴搔痒。 科学家们希望，如果从月球上挖掘出的真土越来越多，就能提供有关大碰撞学说的证据。

美苏探月之后，时隔半个世纪，嫦娥五号承担了这个重任。 经过约38万公里、一周左右的地月转移、近月制动、环月飞行之旅，12月1日晚，嫦娥五号探测器稳定着陆在月球正面岚洋北部的吕姆克山、夏普月溪附近。 这是中国探测器第三次在月球表面软着陆，也是人类探测器第一次踏上月球的这片区域。

嫦娥五号着陆场演习画面。 (图片来源:央视截图)

岩浆海:重要的拼图

12月1日23时着陆后，嫦娥五号在月球表面工作了近10个小时后，完成了月球的挖掘采样和封装。

根据前期遥感影像资料，嫦娥五号着陆区是约13-20亿年前形成的玄武岩，与以往9个地点不同，也是最年轻的月球火山岩。 与月球45亿年的年龄相比，这里是非常年轻的地区。 在此之前，嫦娥四号降落在月球背面更古老的南极-埃尔特肯盆地，被认为是在约42~43亿年前形成的。

回到大碰撞说，岩浆洋假说被视为大碰撞的结果之一，也是证实大碰撞说的重要谜题。

1969年发射的阿波罗11号，不仅首次在宇航员阿姆斯特朗和巴兹奥尔德林身上留下了人类的足迹，还将含有钙、铝、二氧化硅成分的斜长岩带回了月球化学成分研究的重要样品。

根据1970年1月国际学术杂志《科学》刊登的复印件，美国史密森天文台的研究人员从1676个月球岩石碎片中发现了61个斜长岩，特别是月球上面明亮的高地地区。 这些新发现给了他们很大的启示斜长岩的密度很小，可以在岩浆中漂浮在顶部。

于是他们提出了新的月球进化模型，也就是岩浆海假说。 这个假说意味着大碰撞后形成的月球被全球岩浆覆盖，形成了约400公里以上的岩浆洋。

这是一幅非常壮观，难以想象的画面。 离我们最近的星球上，被无边无际的炽热岩石熔体覆盖着。 例如锅里的热汤，开始冷却后不久，更重的物质橄榄石和辉石首先结晶析出，堆积在最底部，然后轻的斜长石结晶漂浮在月球表面凝聚，形成斜长岩高地。

年5月，嫦娥4号抵达月球半年后，中国科学院国家天文台研究员李春来率领的团队“自然”公布了相关结果。 嫦娥四号在位置光谱探测中发现了来自月球深部的橄榄石和低钙辉石。 这不仅直接表明了月地幔物质的组成，而且是支持岩浆洋假说的有力证据。

另一个有力的证据来自嫦娥三号探测到的信号。 岩浆洋热水冷却固化，残留岩浆中非相溶元素的含量逐渐上升，最终留下富含钾、稀土元素、磷的特殊月岩氪。

年，玉兔号发回的微量元素新闻报道，中科院地质与地球物理研究所研究员林杨挺团队推测，嫦娥三号着陆区玄武岩中含有10-20%的克里夫岩物质。 但是，为了证明霞石的存在，需要从月球样品中直接获得化学成分等更可靠的数据。

科学家们期待着嫦娥五号带回的月球样品能讲述月球晚年的故事。 年轻的岚洋越来越富集铀、钍、钾等放射性元素，展开高精度的年代学分解，将微量元素与稳定同位素新闻结合起来，有望对月球内部的冷却历史及其岩浆的演化晚期过程提供更准确的描述。

永不停止月亮

从1958年开始，为了探测月球，中国科学家综合分析了长达35年的跟踪调查和世界月球和行星探测的进展和成果，开展了各类外星物质、阿波罗月球的岩石和火星陨石研究。 2004年正式启动的中国探月工程，按计划分为勘探驻点三个阶段，目前已完成了第一阶段的勘探周三个步骤，共完成了五次任务。

迄今为止，前4次月球探测收获颇丰:嫦娥一号取得了全月的图像图、月表物质成分和近月空间环境，首次取得了月球土壤层内氦3资源的分布和资源总量。 嫦娥二号完成了世界上最完整、精度最高的全月图和嫦娥三号着陆区1米分辨率的高精度地形图，然后与图塔蒂斯小行星相交。 嫦娥三号将在月虹湾区着陆，开展测月、观测地、巡天探测。 嫦娥4日软着陆于月球背面，首次实现了月球背面南极埃尔特肯撞击矿坑盆地进行科学探测。

俄罗斯火箭之父齐奥尔科夫斯基指出，地球是人类的摇篮，但人不能永远住在摇篮里。 他们不断寻找在外面生存的空间:最初小心地穿透大气层，然后征服整个太阳系。 欧阳自远在过去的演讲和采访中多次提到，这句话深深地打动了他。

行星探测行业指出，天问1号火星探测器将于今年7月23日发射，预计明年5月进行火星软着陆。 未来中国还将实施小天体探测、火星采样返回、木星系及星际穿越探测任务。 人类决不停留在月球上。 除了了解月球本身之外，月球探测是人类进行更远深空探测的前哨和必由之路。 11月25日，嫦娥五号发射仅一天后，在海口召开的文昌国际航空航天论坛上，中国国家航天局秘书长许洪亮在发言中表示，后续中国将陆续实施嫦娥六号、七号、八号等任务，计划建设国际月球科学研究站

除了仰望更远的星空，探测月球还让人类踏入了当地，加深了对古老地球的了解地球经历了46亿年的高度进化，早期的事情很少会留下线索，月球的第一次进化在30亿年已经基本停止。

我期待着嫦娥五号带回的月球样本给科学家带来怎样的惊喜，为大碰撞学说、岩浆洋假说、以及更长期的深空探测和古老的地球相关知识做出怎样的贡献。