近日，我國月壤研究又有重磅成果。南京大學等發現有望借助月壤生產氧氣和燃料。基于這一發現，研究人員提出，未來可以利用月球自身資源建設月球基地，支持深空探測、研究和旅行。目前，我國很多科學家正對嫦娥五號帶回的月球樣品開展研究，多項研究成果已公開發表。小小的月壤正在揭開月球的神秘面紗……

或可在月球上制備氧氣和燃料

我國研究團隊在詳細分析嫦娥五號取回的月壤（以下簡稱嫦娥五號月壤）的元素和礦物結構后，發現月壤的一些活性化合物具有良好的催化性能。他們以其為催化劑，利用人工光合成技術，借助模擬太陽光，將水和二氧化碳轉化為氧氣、氫氣、甲烷、甲醇。相關研究成果發表于國際學術期刊《焦耳》。

“月壤是月球上最豐富的資源之一，月壤或月壤提取成分如果能作為月球上的人工光合成催化劑，可大大降低航天器的載荷和成本。將來也許在月球上可以就地取材，為宇航員提供生命支持，并制備燃料。”2022年5月7日，在接受科技日報記者專訪時，論文共同第一作者、南京大學教授姚穎方如此展望。>>詳情

月壤顆粒表面形貌（中國科學院地質與地球物理研究所供圖）

“看清”月球上的風化作用

類似于地球上的土壤主要是巖石受到風化作用演變而來，月壤也是月巖經過長期的太空風化作用形成的。因此，通過研究月壤，可以深入理解撞擊和太陽風輻射與月球表面物質的相互作用過程與機理，認識月球表面物質演化和空間環境變化過程。

利用多種電鏡技術，我國科研人員“看清”了嫦娥五號月球樣品背后的太空風化作用機制。“數十億年來，月球表面遭受了強烈的太空風化作用，包括微隕石撞擊、太陽風及銀河宇宙射線的輻射。這些過程極大地改變了月球表面物質的形貌、結構和化學成分。”2022年4月11日，中國科學院地質與地球物理研究所高級工程師谷立新告訴科技日報記者。相關研究成果在線發表于《地球物理研究快報》。>>詳情

中國科學家研究月球巖石。圖片來源：英國《自然》雜志網站

月球有了更精確的時間標尺

利用嫦娥五號月球“土特產”的同位素年齡和著陸區撞擊坑統計結果，中科院空天信息創新研究院等單位的研究人員在目前常用月球年代函數的基礎上建立了新的更精確的月球年代函數模型。2022年2月15日，《自然-天文學》在線發表了這一重要成果。

“新的年代函數模型為月球和行星科學研究提供更精確的時間標尺。”論文第一作者、中科院空天院研究員岳宗玉強調。分析表明，根據新的年代函數得到的定年結果在大部分情況下更老一些，最大的差別在2億年左右。

“由于增加了嫦娥五號關鍵數據點，新的月球年代函數模型定年的精度優于經典的哈特·紐庫姆建立的年代函數模型，可用于今后月球地質單元的定年。進一步可根據新的月球年代函數，推演火星、水星等其他地外行星的新年代函數，提高定年精度。”論文通訊作者、中科院空天院研究員邸凱昌說，新月球年代函數，是一把更精確的時間標尺，將在月球和行星科學研究中發揮重要作用。>>詳情

月球著陸采樣區域(a)和嫦娥五號著陸區撞擊坑統計(b)。中科院空天院供圖

或找到月球有“本地水”證據

嫦娥五號首次獲得月表原位探測數據，科研人員進行數據分析得出，嫦娥五號采樣區的水含量在120ppm（百萬分之一）以下，而巖石中的水含量約為180ppm。相關研究成果2022年1月8日在線發表于《科學·進展》期刊。

“這相當于1噸月壤中大約含有120克水，1噸巖石中大約含有180克水。”論文第一作者、中國科學院地質與地球物理研究所副研究員林紅磊解釋道。

“嫦娥五號是目前唯一一個既帶回了樣品又獲取到月表原位光譜數據的探測器。”論文第一作者、中國科學院地質與地球物理研究所副研究員林紅磊表示，其帶回的樣品能夠詳細地分析水在月壤顆粒中的分布以及存在形式，并可利用同位素示蹤其來源；獲得的原位光譜數據則可以與軌道遙感數據結合，研究月表水的全球性分布和時間變化特征。>>詳情

嫦娥五號著陸區或曾多次火山噴發

2021年12月13日，中科院紫金山天文臺發布，該臺徐偉彪研究員及其行星化學科研團隊聯合南京地質古生物研究所，對月球樣品進行研究后發現，樣品中有含有極高的鈦鐵礦含量，確定為高鈦玄武巖。

此前，國內其他研究團隊在嫦娥五號月球樣品中發現了低鈦、中鈦玄武巖類型。結合此次研究，學者們推測，嫦娥五號月球著陸區或曾有多次火山噴發。成果在線發表于我國綜合類學術期刊《科學通報》英文版。>>詳情

10月15日，在中科院地質與地球物理研究所月球樣品潔凈室，田恒次副研究員在處理月球樣品。新華社記者 金立旺 攝

20億年前玄武巖揭示月球演化奧秘

2021年10月19日，中國科學院發布嫦娥五號月球樣品最新研究成果。來自中科院地質地球所與國家天文臺等單位的研究人員發現，嫦娥五號月球樣品為一類新的月海玄武巖，月球最“年輕”玄武巖年齡為20億年，其晚期巖漿活動的源區并不富集放射性元素，并且月幔源區幾乎沒有水。相關研究成果通過三篇《自然》論文和一篇《國家科學評論》論文在線發表。

以往對美國、蘇聯的月球樣本和地球上月球隕石的研究已證實，月球的巖漿活動至少持續到大約28至30億年前，古老的巖漿噴發活動留下的黑色玄武巖形成了所見的“月海”。

但是，“對于月球巖漿活動停止的確切時間，科學界一直存在爭議。”中科院地質地球所研究員、中國科學院院士李獻華說。在最新的研究中，研究人員利用超高空間分辨率鈾-鉛（U-Pb）定年技術，對嫦娥五號月球樣品玄武巖巖屑中50余顆富鈾礦物進行分析，確定玄武巖形成年齡約為20.3億年，證實月球最“年輕”玄武巖年齡為20億年。

“迄今為止，月球歷史上在30億年前到10億年前之間到底有沒有巖漿活動，火山噴發的數據記錄是一片空白，中國科學家發表的嫦娥五號月球樣品研究填補了這項空白。”美國加州大學戴維斯分校教授、國際知名同位素地球化學和宇宙化學家尹慶柱認為，這一重大發現對于太陽系行星表面隕石坑撞擊年齡的絕對標定，以及對于進一步研究月球的熱歷史演化都具有非常重要的意義。