瞿立建
月壤是不是月球表面的泥土
月球與地球上的土壤形成的根本原因是一樣的,都是巖石經(jīng)侵蝕后分解而形成的。只不過(guò),地球上的土壤主要是通過(guò)巖石被水、冰、風(fēng)、重力等分解,再混合生物活動(dòng)產(chǎn)生的礦物和有機(jī)物而形成的,土壤中還含有水分和空氣。月球上的土壤主要是由于巖石被持續(xù)的隕石撞擊以及太陽(yáng)風(fēng)、宇宙射線及星際帶電粒子轟擊而分解形成的,不含有機(jī)成分,只是巖石碎屑而已。
月壤也能種出植物
最近,美國(guó)佛羅里達(dá)大學(xué)的研究人員利用部分月壤,對(duì)“月壤能否種植植物”進(jìn)行了研究。結(jié)果,他們用月壤成功種出了植物——擬南芥。
這是人類(lèi)首次利用月壤種出植物,這不僅是地球植物研究的一小步,也許還是邁向月球農(nóng)業(yè)研究的一大步。將來(lái),航天員在月球上長(zhǎng)期值守,也許可以靠種菜獲得食物和氧氣。
為什么種的是擬南芥
月壤很少,研究用到3種月壤樣品,每種月壤樣品都只有一湯匙那么多,不能用來(lái)種植大植物。擬南芥是小草,壽命只有1個(gè)月,非常適合進(jìn)行月壤種植實(shí)驗(yàn)。
研究人員還利用地球上的物質(zhì),按照月壤的成分,配出了一份“高仿”月壤,用于實(shí)驗(yàn)對(duì)照。
研究人員在3種真月壤和一種“高仿”月壤中都種下了擬南芥種子,最后都發(fā)芽了??吹皆氯乐邪l(fā)出小綠芽的那一刻,研究人員激動(dòng)得都無(wú)法呼吸了。
不過(guò),相對(duì)“高仿”月壤中長(zhǎng)出的擬南芥,真月壤中長(zhǎng)出的擬南芥根系發(fā)育不良,生長(zhǎng)速度慢,植株小,樹(shù)葉顏色深。
月壤也有肥瘦之分?
3種月壤中的擬南芥長(zhǎng)勢(shì)也不一樣:阿波羅11號(hào)采集的月壤中的擬南芥長(zhǎng)勢(shì)最差,稍好的是阿波羅12號(hào)采集的月壤中的,最好的是阿波羅17號(hào)采集的月壤中的。
為什么結(jié)果會(huì)有不同?3種月壤來(lái)自月球不同的地方,化學(xué)和物理狀況確實(shí)有差異。這3種月壤形成的年代不相同,越古老的月壤越不利于植物生長(zhǎng)。
當(dāng)擬南芥長(zhǎng)到20天時(shí),研究人員研究了擬南芥的基因狀況,發(fā)現(xiàn)月壤中生長(zhǎng)的擬南芥基因與在地球上低劣環(huán)境——如鹽、重金屬、活性氧等含量高的土壤中長(zhǎng)大的擬南芥的基因,有頗多相似之處。這說(shuō)明,月壤中的化學(xué)成分不利于植物生長(zhǎng)。
看來(lái),將來(lái)人類(lèi)想在月球上種植物,首先要改造月壤。
還有許多問(wèn)題需要回答
美國(guó)的這項(xiàng)研究表明,月壤有能力支持植物的生長(zhǎng),這對(duì)于人類(lèi)將來(lái)在月球上建設(shè)長(zhǎng)期基地有著重大意義,植物將起著舉足輕重的作用,如水循環(huán)、二氧化碳去除、氧氣供應(yīng)、食物生產(chǎn)等。
當(dāng)然,要達(dá)成這樣的目標(biāo),還有很多研究需要做。
目前,研究人員只用擬南芥這一種植物做了實(shí)驗(yàn),而且長(zhǎng)勢(shì)并不好。那么,能不能在地球上找到或培育一種更適合在月壤中生長(zhǎng)的植物呢?
研究還發(fā)現(xiàn),月球不同地方的土壤對(duì)植物的長(zhǎng)勢(shì)有不同的影響。能不能找到最適合種植物的月壤?這對(duì)于未來(lái)月球基地選址有重要參考價(jià)值。
當(dāng)然,這些問(wèn)題不是短時(shí)間內(nèi)就能獲得答案的,還需要漫長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)探索。
科學(xué)大眾·小諾貝爾2022年9期