月球的秘密，土壤知道

经测算，本次“嫦娥六号”任务采集到的月球样品有1935.3 克。通过月球土壤，人类能从中探知到哪些秘密呢？

化学启蒙

·九年级化学上“水的组成”

·水中含有氢、氧两种元素。这种组成中含有不同

种元素的纯净物叫作化合物。

月壤里有水么？

在“嫦娥五号”蟾宫折桂后带回的样品中，科学家在32个玻璃珠一样的月壤里发现了水的存在。含水量有多少呢？只有万分之五，也就是1 吨月壤才含有1瓶矿泉水那么多的水。这几乎和塔克拉玛干沙漠的沙子一样干燥。

月壤中的水主要是以氢离子和氢氧根离子等形式存在的，我们称之为“结构水”（也有一部分存在于晶体中，称为“结晶水”），而我们熟悉的江河湖海那种流动的水，被称为“游离水”。结构水不像游离水那么容易挥发，可以在真空环境中较为稳定地存在。

“嫦娥五号”月壤样品中的结构水，主要分布于矿物颗粒的外表面上，大约只有0.2 微米那么薄的一层。我们知道，普通人一根头发的直径为80 微米，沿着轴向平均剖成400 根后，其直径就等于含有结构水的非晶层的厚度。科学家利用一种名为NanoSIMS 的高分辨率探测技术，探测到了月壤中结构水的存在。

另外，人类通过探测确认，在月球南北两极太阳光无法照到的“永久阴影区”，存在一种名叫“针铁矿”的含水矿物。在高纬度地区，还发现了有可能以水冰形式存在的水分子迹象——不过还没有确凿证据，这就是“嫦娥六号”要去南极附近探险采样的一个原因。

月壤能种菜么？

前文说过，月壤中的水并非普通的能流动的水，而且月壤本身和沙漠一样干燥，所以不能直接拿来种菜。

那么如果我们从一份月壤里提炼出水，再浇灌到另一份月壤里，是不是就能种菜了呢？也不行，因为月壤里含有对植物有毒的矿物盐分，却缺少磷等营养元素，不进行成分改良的话，植物就会被毒死。另外，月球表面没有大气层，月壤缺少互相的研磨，所以会像微型小刀片一样锋利异常，影响植物生长。

虽然条件如此严苛，但也难不倒地球人。科学家们曾将“阿波罗”登月计划期间收集的月壤进行改良，经过去盐、研磨、加水、加肥料等一系列操作，再混入一些地球的土壤，最终成功种植出了拟南芥植株。

随着更多的月壤被带回，相信中国的科学家们一定能研究出如何更好地利用月壤种菜。这样一来，便解决了人类在月球上建立长期科研基地后的伙食问题。

月壤还有什么用处？

除了要解决吃饭问题，科学家面前还有很多关于月球的难题等待解答。而解答这些问题的金钥匙，就藏在带回的月壤之中。

问题一月球是何时“死”去的？

在“嫦娥五号”带回月壤之前，科学家普遍认为月球上岩石的年龄都大于28亿年，也就是说，月球在30亿年前就不再产生岩浆喷发等地质活动了，就像“死”了一般。而“嫦娥五号”采集回的更高纬度的月球样品显示，岩石的年龄在20.3亿年左右，也就是说在20 亿年前仍然有火山喷发活动，月球至少在那个时候还“活”着。这次“嫦娥六号”的月壤有可能会提供更多的证据，毕竟月球正面和背面的地质环境非常不同，月球背面基本上都是古老的月壳和月球的高地，通过它们可以进一步修正关于月球演化历史的时间点。

问题二月球正面和背面为什么长得不一样？

月球正反两面存在巨大的地貌差异。月球正面有月海（即低洼的平原，由熔岩凝固形成的， 看上去较暗）、山脉、环形山等丰富的地形地貌，其中19个月海占据了月球正面近一半的面积。而月球背面几乎没有大的月海，只有3个小月海，只占半球面积的2.5%，却布满了大大小小的环形山。人类对月海分布差异的成因有若干种猜测，包括地球引力、陨石撞击等，但都没有十分确凿的证据。“嫦娥六号”前往的南极- 艾特肯盆地附近的月壳厚度比正面的一些区域要小得多，也许能找到一些新的证据。

问题三月球有什么矿？

虽然人类已经拥有了大量的月壤，但大部分都来自月球正面的中低纬度地区。因此，我们对月球矿藏的了解还十分有限。现在认为，地球与月球上岩石的最大区别在于水含量及成分有所不同。在月球上，像角闪石、沸石、蛇纹石和云母等矿物都十分罕见，因为它们的形成都需要水循环的参与；而像橄榄石、辉石、斜长石这些矿物，其形成不需要水循环的参与，因此在月球上较为常见。但这都是之前的样品告诉我们的，也许“嫦娥六号”的样品会让我们发现更多奇妙的、不为我们所知的矿物。

月背的未来价值

由于潮汐锁定，月球总是用一面对着地球，而背对着地球的那面我们始终无法看到，这相当于借助整个月球把地球发出的干扰阻挡住，所以几乎不会受到地球电磁辐射的影响，使得月球背面非常“安静”，是天文学家观测宇宙的好地方。如果在那里建立月背天文台，将能接收更多更清晰的长短波无线电信号，能更好地探索宇宙起源，并接收那些更加微弱的信号。

另外，月球的南极和地球的南极类似，极区内的某些地区可以连续暴露在阳光下数个月甚至更长时间而不受阴影影响，光照充足。并且附近的永久阴影坑内可能存在水冰，因此这里是未来建立栖息地和科考基地的良好备选。

假如未来在月球建立科考基地的话，能源、水和氧气这些资源信息都是我们要提前摸清的，所以通过月壤来了解正面和背面的差异，不光具有学术上的意义，更具有实际用途。