陳曉東,科普作家,小識科學(xué)創(chuàng)始人。
2020年12月17日,“嫦娥五號”探測器攜帶在月球采集的1731克月壤返回地球。面對這份月球“土特產(chǎn)”,網(wǎng)友們紛紛發(fā)出疑問:“月球土壤,能種菜嗎?”
科學(xué)家說:“月球土壤因不含有任何有機(jī)養(yǎng)分,而且非常干燥,無法種菜?!?/p>
“唉,不能種菜,那玉兔吃啥?”
網(wǎng)友們用喜悅之情調(diào)侃著這份“土特產(chǎn)”,但言歸正傳——月球的土壤到底能做什么呢?
月壤里的寶藏氣體
在我們地球大氣中,有一種稀有氣體叫氦氣,因為它無色無味,化學(xué)性質(zhì)很不活躍,基本上不與其他元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng),所以又被稱為“懶惰氣體”。
氦氣在日常生活中有很多的應(yīng)用,比如說小朋友非常喜歡的“氫”氣球,其實里面充的是氦氣,它很輕,也很安全。氦氣還有一個“好兄弟”叫氦-3,是氦元素的同位素,它的本領(lǐng)可不小。
前一段時間,我有幸參觀了坐落在安徽合肥的大科學(xué)裝置——東方超環(huán),俗稱“人造太陽”。這是一個核聚變反應(yīng)的實驗裝置,就像太陽一樣,反應(yīng)可以放出大量熱能,這些熱能可以用來發(fā)電。未來,這樣的裝置最理想的燃料是氦-3,它是一種清潔的核反應(yīng)燃料,幾乎不會產(chǎn)生核輻射。
可是氦-3從哪里來呢?它主要來自太陽,太陽每時每刻都在進(jìn)行著熱核反應(yīng),放出大量的光和熱,同時產(chǎn)生的氦-3隨著太陽風(fēng)撒向四面八方。由于地球有大氣層和磁場的保護(hù),氦-3很難落在地球上;而月球幾乎沒有大氣層和磁場,太陽風(fēng)就帶著氦-3,一起藏在月球的土壤里。據(jù)科學(xué)家估算,100噸氦-3便能提供全世界使用一年的能源總量,而月球土壤中氦-3的含量大約在100萬噸以上,這么海量的能源,能供地球使用千年以上。與此同時,太陽風(fēng)還源源不斷地向月球輸送著氦-3。
月壤里的秘密信息
目前地球上能找到最古老的巖石年齡約為38億年,而月球上的巖石比這更加久遠(yuǎn)。根據(jù)同位素的分析,月殼高地巖石的形成年齡為42億~43億年,是目前發(fā)現(xiàn)的最古老的巖石。研究月球巖石,就有可能揭開月球演化,甚至太陽系演化的一些秘密。
這次嫦娥五號的采樣點選在月球上一個叫“風(fēng)暴洋”的地方,這里有很多月海玄武巖。人類探測器第一次踏足月球的這一區(qū)域,采集的土壤會對研究月球表面的風(fēng)化作用、火山作用和地質(zhì)演化等方面做出很多科研貢獻(xiàn)。
目前,科學(xué)家們正對這份“土特產(chǎn)”進(jìn)行系統(tǒng)地研究,它所具有的價值還需進(jìn)一步揭示。此外,有一部分月壤已經(jīng)被收藏在中國國家博物館,感興趣的話記得去參觀這份太空禮物喲!