科學家利用月球玻璃解密月球“顏色”變化奧秘
【化工儀器網 項目成果】隨著人類對宇宙探索的深入，月球作為距離地球最近的自然衛星，一直是我們關注的焦點。嫦娥五號任務的成功，不僅實現了中國首次月球無人采樣返回，更為我們揭示了月球表面物質的豐富性和復雜性。其中，月壤和月球玻璃的發現，以及它們與天體光學之間的聯系，為我們理解月球乃至整個宇宙提供了寶貴的線索。
月壤中含有多種礦物質，如硅酸鹽、鐵、鈦等，這些資源對于未來的科學研究和太空工業具有潛在的價值。通過對月壤的分析，科學家可以了解月球的地質結構、火山活動歷史等，進一步揭示月球的演化過程。月球玻璃是月球風化層的常見成分，它們經歷了極長時間(數百萬至數十億年)的老化，依然保持著完好的玻璃結構。這類月球玻璃為評價玻璃長期抗老化效應提供了理想材料，并可能是未來空間探索中優質的服役材料。
近年來，中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家研究中心汪衛華院士團隊，聯合中國空間技術研究院楊孟飛院士團隊、南京大學鄒志剛院士團隊，對我國首次地外天體采樣返回樣品——嫦娥五號月壤開展了研究。
在前期揭示嫦娥五號月壤中多種類型玻璃物質的基礎上，物理所非晶團隊進一步對月壤中一系列玻璃樣品進行了微觀結構表征與分析，以期破解其所記錄的太空風化信息。該研究發現，一顆月球玻璃珠能夠同時儲存不同尺寸、分布規律和顯微特征的納米金屬鐵顆粒，并借助玻璃珠明確的撞擊起源和旋轉特征，鑒別出在玻璃珠形成凝固前后分別產生的大、小粒徑納米鐵顆粒。進一步，交叉結合天文學、空間科學等學科知識，研究發現具有不同光譜改造效應的大、小尺寸納米鐵顆粒具有獨立的形成機制，分別對應于月球表面的(微)隕石撞擊和太陽風輻照作用，揭示了(微)隕石撞擊和太陽風輻照這兩大空間活動在太空風化過程中均起到重要而不同的作用。這深化了科學家對空間環境與月表物質相互作用機理的認識，為未來探索和預測月球磁性異常區、月球陰影區以及不同太空環境下小行星等天體顏色的變化規律提供了啟示。
嫦娥五號月壤、月球玻璃以及天體光學的研究，為我們揭示了月球乃至整個宇宙的奧秘。這些發現不僅豐富了我們對月球和宇宙的認識，也為未來的太空探索、資源利用以及其他技術發展提供了重要支撐。
相關研究成果以Separate effects of irradiation and impacts on lunar metallic iron formation observed in Chang’e-5 samples為題，在線發表在《自然-天文學》(Nature Astronomy)上。研究工作得到國家自然科學基金、中國科學院戰略性先導科技專項、中國科學院特別研究助理項目等的支持。該研究使用了國家航天局提供的CE5C0400月壤樣品。
參考來源：中國科學院物理研究所
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