為什么要從月球采集土壤？從月球上挖土的目的何在？

隨著嫦娥五號的發射成功，標志著我國探月工程開啟了航天史的新階段。嫦娥五號此次行程最大的亮點就是從月球采集土壤，帶回地球研究。很多人不了解，為什么要花費如此多的心血從月球上“挖土”呢？月球上的土壤到底有什么特別之處呢？

為什么要從月球采集土壤？

1969年7月20日，阿姆斯特朗和奧爾德林成為了首次踏上月球的人類，這是人類探索太空的一次偉大進步。其中，所帶回來的月球土壤樣品成為了關于月球最為珍貴的東西。此次“嫦娥五號”也執行迄今為止我國最復雜的航天任務，其中之一就是采集月球土壤。那么，為什么要從月球采集土壤，月球的土壤藏著什么秘密呢？

通過對月球土壤的研究，能夠幫助科學家們，近距離接觸月球的巖石、土壤性質，使得月球距離我們更近，在顯微鏡下，其神秘面紗也被層層揭開。

美國史密森尼國家自然歷史博物館地質學家埃里克·賈文曾撰文表示，來自月球的巖石徹底改變了我們對月球表面性質、月球起源以及太陽系演化三大問題的認識。

除了認識月球，還幫助科學家確立了現代行星科學，為認識各類行星的地質演化過程提供了參考。此次，嫦娥五號帶回的“高價土”，包含月球巖石碎塊、礦物及隕石等物質，能幫助科學家研究月球地質演化歷史、了解太陽活動，也將為人類開采月球資源鋪平道路。

月球土壤和地球土壤有什么區別？

月球的表面不是堅硬的巖石，而是覆蓋了一層松散的土壤，科學家稱之為“月壤”。人類目前擁有的月壤，均來自9次探月任務。阿波羅登月計劃的6次任務，一共從月球正面的6個不同地點采集并帶回了382公斤的月球樣品，其中約1/3是月壤；蘇聯的3次月球號任務，也采回了300克左右的月壤樣品。

通過對這些樣品的研究，科學家們發現，除了粒度都很細小之外，月球與地球上的土壤有很大的差異。

地球上的土壤大家都很熟悉，是一層疏松的物質，是由巖石風化形成的細粒礦物質，添加了有機質和水，含有微生物等。地球上土壤的形成，除了化學、物理作用之外，生物的活動是其最重要的特征。此外，我國西北地區廣泛分布的黃土，是一種比較特殊的土壤，主要由風力搬運、沉積形成。黃土逐年堆積，因此還記錄了長達200多萬年的氣候變化歷史。

由于沒有大氣，月壤被直接暴露在太陽輻射和微隕石的轟擊之下，組成和物理性質發生改變，科學家們將這個過程稱為“太空風化”，從而與地球上在大氣、水和生物共同作用下的“地表風化”相區別。

月壤的形成過程沒有生物活動參與，沒有有機質，還極度缺水干燥；組成月壤的礦物粉末基本是由隕石撞擊破碎形成，因此，粉末顆粒的銳角十分鋒利。

不僅如此，月球沒有磁場保護，太陽風（主要由氫離子等組成）會注入到粉塵顆粒表面，將礦物中的二價鐵離子還原成納米金屬鐵微粒，從而改變其電磁特征、光譜特征（顏色）等。

另外，月球表面經常被隕石以每秒10多公里的速度撞擊，巨大的能量會使月表一部分物質熔融，形成玻璃，還有一部分物質氣化，再重新凝結，成為月壤組成的一部分。

月壤的主要成分有哪些？

月壤中絕大部分物質是就地及鄰近地區物質提供的。由于月球幾乎沒有大氣層，月球表面長期受到微隕石的沖擊及太陽風粒子的注入，太陽風粒子的注入使月壤富含稀有氣體組分。由于太陽風離子注入物體暴露表面的深度一般小于0.2μm，因此這些稀有氣體在細粒月壤中平均含量最高，有些月壤細粒粉末中稀有氣體標準狀態下含量高達0.1—1cm3/g，相當于1019—1020原子/cm3。在整個月球演化史中，由于外來物體對月球表面的頻繁撞擊，月壤物質幾乎完全混合，在深達數米的月壤中，稀有氣體的含量較均勻。

在月壤的稀有氣體中，還含有氦3。氦3能夠參與核反應聚變。月壤中氦3的含量較為穩定，月壤中氦3的資源總量可達100萬—500萬噸。而地球上天然氣可提取的氦3是非常少的，只有15—20噸。

月球中還有月海玄武巖中的鈦、鐵等資源，克里普巖與稀土元素、釷、鈾等資源。克里普巖（KREEP）是高地三大巖石類型之一，因富含K（鉀）、REE（稀土元素）和P（磷）而得名。此外，月球還蘊藏有豐富的鉻、鎳、鉀、鈉、鎂、硅、銅等金屬礦產資源。

火星上的土壤可以帶回地球嗎？

看到月球的土壤可以帶回地球進行研究，很多人會問，為什么不帶火星的土壤進行研究呢？與其說，技術還未達到，不如說，科學家們不敢把火星土壤帶回地球，這是為什么呢？

大家都知道，火星被認為和地球非常像，科學家們認為，太陽系內火星很可能出現過生命，

而如果火星曾經出現過生命，那么，這些生命因為什么而滅絕呢？如果火星上的生命是因為病毒而毀滅的，那么火星的土壤中，可能就是蘊含著病毒的因素。而強行將火星的土壤帶回地球，也許會導致病毒爆發。這將是非常可怕的后果。因此，目前科學家還無法把火星的土壤帶回地球。

（編輯/張峰）