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阅读 9530 次 历史版本 0个 创建者:hcl112233 (2013/2/19 15:21:58)  最新编辑:hcl112233 (2013/2/19 15:21:58)
月壤
拼音:Yuè Rǎng (Yue Rang)
同义词条:月球土壤
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月壤
           月壤

  月壤是指覆盖整个月球表面,由岩石碎屑、矿物颗粒、玻璃陨石碎片、粘合集块岩、砂和尘土等组成的松散堆积物。地球上的土壤是地球岩石风化的产物,月壤则是月球岩石空间风化的产物。据估测,它在月海中有三五米之深,在高地上有一二十米之厚,平均厚度也有十米左右。第一个踏上月球的美国宇航员阿姆斯特朗形容它像细细的松散的碳粉,踏上去就留下深深的脚印。由于月壤松软,因此月球车在上面行驶时很容易打滑。 


月壤的形成


  地球的表面由于受空气和水的侵蚀,面貌在缓慢地演变着。例如,坚硬的岩石经不住风化,变成了土壤。月球上虽然没有空气和水,但存在其他的侵蚀因素。例如,由于月球岩石表面热胀冷缩的幅度比内部大;月球没有大气层从而使月表受阳光照射区域与阴暗处温差巨大,月球昼夜温差巨大,这种巨大的温度变化会引起岩石的破裂;太阳的紫外光、X射线和γ射线的辐射,太阳风以及来自宇宙空间被加速到接近光速的原子核——宇宙线的轰击,都会破坏岩石的结晶结构,促使岩石碎裂;行星际空间的尘粒不断地撞击月球,陨星碎块轮番轰击月球表面……这种种因素都会逐渐改变月球表面的原始面貌,最终使绝大部分月球表面都被一层尘埃物质——所覆盖,而这些尘埃物质就统称月壤。月壤是月球表面一层细颗粒粉末状的物质,覆盖在除高山巨岩之外的整个月球。  

月壤的厚度

在松软的月壤上留下了航天员的脚印
松软的月壤上留下了航天员的脚印

  月壤结构松散,主要由岩石碎屑、粉末、角砾和撞击熔融玻璃组成。月海区月壤厚度为4米~5米,月陆区由于暴露于月球表面的时间较长,受历次冲击成坑的溅射物的覆盖,使月壤堆积较厚,通常可达到10米左右。科学家们根据阿波罗15号飞船航天员钻取的243厘米的月壤岩心,划分出了42层不同的月壤结构单元,每个单元从几毫米到13厘米不等。

  根据月壤中一种宇宙成因的核素猛-53的产额分布推算,月壤的生成速率大约为每一亿年30厘米厚,并计算出月壤中绝大部分物质是就地及邻近地区提供的,只有约5%的岩屑是来自100千米以外的溅射物,而来自1000千米以外的溅射物仅占0.5%。

  科学家们甚至从月坑环形山受侵蚀的程度和月壤的厚度,判断出月坑的形成年龄。如哥白尼坑,其环形山墙垣陡峭,棱脊毕露,受侵蚀的程度较低,表明它的形成年代较近;而其近邻克拉维斯坑,环形山墙垣的坡度缓,棱脊磨损严重,遭受了严重的侵蚀,表明它的形成年代较早。 

月壤的科学价值


  月壤中包含着太阳系各种丰富的科学信息,是探索太阳系乃至宇宙间历史演变的可贵样本;月壤中蕴藏着诸多丰富的等矿物资源,是人类未来长期研究开发利用的难得宝库;月壤处在月球易于开采的表层,是未来建设月球基地、采矿、修路、资源提取的首选目标;最可贵的是月壤中蕴藏的一种稀有物质--氦3,科学家们对用它解决人类能源短缺寄予无限希望。  

探月工程探测月壤厚度

探测月壤的厚度
    探测月壤的厚度

  2007年嫦娥一号发射成功,中国人第一次获取了月球影像图,并成功实施“撞月”。

  2010年嫦娥二号发射,拍摄了分辨率为7米的全月球影像图。

  按照规划,中国探月工程分“绕、落、回”三步走,目前已发射的嫦娥一号和二号,基本上属于“绕”的阶段,2013年下半年即将发射的嫦娥三号属于“落”的阶段,重点解决软着陆的问题,紧跟其后的三期工程核心任务是完成月面采样返回工作。

  在二期工程解决软着陆问题的基础上,还将利用月球车开展月面巡视勘测工作;三期将在“月壤取样、返回器无人发射上升、高速载入地球”等方面重点攻关。三期得靠月球车对月壤进行采样,然后装回储藏器,在无人的情况下在月球表面发射小火箭,并在月球轨道实现空间对接,最终将月壤样品带回地球,根据计划,月壤采样的重量预计2公斤左右。

  举世皆知,我国自主研发的首个月球探测器“嫦娥一号”,令中国成为世界上五个成功探月的国家之一。但很少有人知道,“嫦娥一号”在国际上首次搭载微波辐射遥感系统,并成功“测量”月壤厚度,人类探索宇宙,就此开启了全新的“科学之眼”。

  探测月球土壤的厚度非常难,主要是借助科学仪器来探测,月球土壤成分复杂,最上面一层是火山灰,而且由于月球上火山多,火山坑也很多,有火山的地方月壤可能薄得只有几十厘米,没有火山的地方可能厚达几米,所以很难进行探测,而这也是中国探月工程计划的特色和亮点所在。

  嫦娥一号的特色是有效载荷,也就是科学探测仪器。另外,提出了四个科学目标,包括探测空间环境、月球三维立体成像、探测月球表面的化学成分,以及探测月壤的厚度。这意味着我国将在世界上首次通过探测月表微波特性并估算全月球月壤厚度,从而可较为准确地获得将为地球提供可持续发展能源氦-3的资源量和分布特征。

  作为中国首次月球探测的四项科学目标之一,月壤探测将通过月表微波特性,反演月表亮温分布,估算全月球月壤结构与厚度,可以初步估算出全月球月壤中氦-3的资源量和分布,这对人类未来和平开发利用月球能源有着重要意义。

  氦-3原本大量存在于太阳喷射出来的高能粒子流——太阳风中。在超高真空的月球表面,太阳风直接注入月球的月壤表面。经过46亿年的日积月累,氦-3在月壤颗粒表面蕴藏丰富。由于月表经常遭受小天体的撞击,底部的月壤被挖掘覆盖月表,接受太阳风的注入,使月壤层的氦-3含量比较均匀。根据科学推算,月壤平均每4亿年因小天体不断撞击从底部到顶部被翻动一次,因此测出月壤层的厚度就可以估算氦-3的资源量。如果把氦-3作为可控核聚变能源燃料,它将有可能成为解决今后地球人类长期能源发展需求的重要原料。


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