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发布日期:2025-09-15 18:50  点击次数:193

专题:2025年CC讲坛

  由北京君和革命公益基金会、中国科学院大学学友会连续专揽,主题为“和而不同,想想无界”的CC讲坛第66期演讲2025年6月23日在中国科学院大学(北京玉泉路校区)会堂举行。来自中国科学院地质与地球物理商讨所商讨员杨蔚出席,并以《揭开月壤面纱:月球“土特产”背后的守秘旧事》为题发饰演讲。

  演讲实录:

  我是来自中国科学院地质与地球物理商讨所的杨蔚,我今天要共享的故事,是我在月球科学商讨中的一些感受。

  我是一位月球商讨者,商讨的是月球的前世今生。而商讨对象呢,是咱们采集的月球样品。我措置着咱们商讨所的月球样品,在14亿中国东说念主中,我等于那为数未几的能够近距离构兵月壤的东说念主。

  我很喜爱这份办事,我常常会因为商讨月球样品,叙述月球故事而感到粗鲁。

  我和月球的因缘,最早可能要回溯到止境小的时候。我姆妈教给我的第一首古诗,是李白的静夜想。举头望明月,垂头想旧地。其时的我并不成领略,为什么明月会跟旧地有关在通盘。直到自后,去海外探望学习。有一段时辰特等忙,每天都作念实验作念到很晚,然后要独自一个东说念主,走过一段很黑的路,回到寝室。而追随我的,唯独月亮。每当抬起始来,看到那纯熟和亲切的月亮,就会鼻子一酸,想家。也等于那一刻,我也才的确流露静夜想的内涵,与李白产生共情。独在异乡为异客。什么都不相似,周围的东说念主,跟我长得不相似,吃得不相似,穿得不相似,生活习俗也不相似。唯有相似东西是相似的,等于那一轮明月,仿佛是我从旧地带过来的。

  而这里面暗含着一个科学快意,叫潮汐锁定。等于的月球公转和自转速率是相似的,导致月球长久唯唯独面朝向咱们。这等于为什么,咱们看到它,老是相似的,如斯的纯熟和亲切。这亦然为什么月球有正面和背面之分,长久对着咱们的这一面,就叫正面。而另外一面是巧妙的,咱们在地球上是看不见的。

  然而,我最心爱的李白的诗,其实是另外一首,把酒问月。李白说,苍天有月来几时,天上这一轮明月,是什么时候来的呢?这是个科学问题,而况是月球科学最伏击的问题之一,咱们直到今天还在商讨它。

  若是我能穿越且归,我会想告诉李白,今天科学界关于这个问题的主流谜底。月球酿成于45亿年前的一次大的撞击事件,一个火星大小的天体撞向了原始的地球,酿成了今天的地月系统。我时常想,若是李白听说了这个故事,他会创造出怎样的诗句呢?

  试验上李白这首诗里还体现了科学的想维。他说,今东说念主不见古时月,今月也曾照古东说念主。这是一种演化的想维,等于当年阿谁月亮,和今天的月亮,不是一个月亮。月亮是一直在变化的,这恰正是咱们今天商讨月球演化历史的率领想想。

  自然,咱们关于月亮的这种想考和探索,也并不是从李白时间才启动有的。咱们都听过嫦娥奔月的故事。然而,不知说念你有莫得想考过这样一个问题,咱们的先人为什么要创造这样一个故事呢?

  试验上,这背后亦然一个科学快意,它源自于咱们的先人对月亮的不雅察。在一个朔月的夜晚,若是咱们仔细不雅察月亮,咱们会发现它上头有一些玄色的暗影。这些暗影到底是什么呢?咱们的先人给出的谜底是,它们是轻歌曼舞的好意思女-嫦娥,和一只兔子-玉兔,的影子。是以这个据说,骨子上,是咱们的先人,关于科学快意的解释。咱们当今知说念,这个谜底并不正确,月球上并莫得什么嫦娥和玉兔。玄色的暗影是玄色的岩石,叫玄武岩,是一种火山熔岩。见到了玄武岩,就阐发月球也曾发生止境山喷发。白色区域则是白色的岩石,叫斜长岩。是以,嫦娥和玉兔的故事,是咱们的先人对科学快意的失实解释。然而,咱们却如斯的喜爱它。因为比拟于现实一篇荒漠的月球,我更但愿它上头果然住着嫦娥和玉兔。

  往常有东说念主问我,你为什么要商讨月球?你为什么会如斯喜爱它?事实上,喜爱并不需要意义,若是一定要给个意义的话,自古以来,中华英才对月亮的向往,等于我商讨它的意义。

  然而,在当年的相配长一段时辰里,咱们是过时的,咱们是莫得契机的。咱们险些缺席了通盘当代科学对月球演化历史的商讨。刚刚咱们讲的月球出身的故事,是好意思国阿波罗算计的伏击恶果。是以,若是咱们要穿越且归跟李白讲月球发祥的故事,咱们还得跟他解释,这是好意思国东说念主的发现,咱们过时了。

  所幸的是,当年二十年,咱们的嫦娥工程,正在再行把中华英才带回坚决月球的舞台。从嫦娥1号到6号,六战六捷,能够见证这一历史,以致参与其中,咱们岂肯不感到清高?

  这是2021年7月12日,第一次月球样品披发典礼。我等于这张像片里最右边阿谁拎包的,包里面等于月壤。那一刻,咱们都很是粗鲁。关于从事月球科学商讨的东说念主来说,这是多么的走时。为了欢迎这一刻,咱们商讨所依然准备18年,而我个东说念主也整整准备了10年。在那一刻,我才第一次深刻感受到了办事感。航天东说念主破钞普遍的心血,采回如斯荒芜的样品。从航天局把样品交给中国科学院,咱们就承载着样品商讨的办事,肩负着通盘民族在此时此刻对月亮的向往。

  我想,寰球驯顺也一定跟咱们相似很酷爱,月壤到底长什么神气?

  在拿到样品之前,咱们只可通过好意思国和苏联的文件和像片,来了解月壤。其实看起来并莫得什么特殊之处,似乎等于一些松散的粉末。

  这是地球泥土和月球泥土剖面的对比图,看起来它们止境相似,上头是松散细粒的物资,越往下粒度逐渐变粗,终末到达基岩。它们都是由岩石,经过一个风化经过,落空酿成的。自然,二者也有显耀的不同,月壤中莫得液态水、莫得生物、无泥、莫得粘土矿物、极一丝的气和有机质。而这些组分在地球泥土中长短常常见的。

  这种各别,骨子上响应的是,两个天体名义环境的普遍各别。月球名义是一个莫得大气的高真空情状,耐久遭遇多样天下射线、高能粒子、陨石和微陨石的轰击。它的环境,时刻提示着咱们,地球宜居环境是多么的难能选藏。即使相生相伴的两个天体,与太阳的距离险些止境,都处于所谓的宜居带内,却并不势必都演化出像地球这样的符合生命生计和衍生的名义环境。

  自然,这是在咱们拿到月球样品之前就知说念的学问,那么,嫦娥五号和六号月壤到底能带给咱们哪些当年不为东说念主知的故事呢?

  在嫦娥五号任务采样复返之前,好意思国阿波罗和苏联月球号依然完成了9次采样。然而,若是咱们把这个采样点围成一个区域的话,它仅占月球名义面积的8%,也等于说,还有无数的区域莫得采集样品。

  通过对这9次样品开展商讨,科学家获得这样一个月球酿成和演化的框架,它主要记载了月球30亿年以前的历史。而这些陈腐的历史,在地球上长短常有数的。这等于为什么咱们常常说,月球是地球丢失的“童年顾忌”,月球的同庚是苛虐的,地球的童年相必也好不到那里去。这演化的框架存在一个伏击劣势,缺失月球30亿年以来的历史。但也有东说念主认为月球在30亿年前就依然失去了活力,濒临物化。

  为清澈解月球的晚年是怎样渡过的,我国的嫦娥五号任务去了一个月球上可能是最年青的方位,因为这个方位的陨石坑很少,阐发它表露月球名义遭遇陨石撞击的时辰不长。

  然而光是获得月壤样品还不及以保险咱们获得伏击的科学发现。这是因为月壤的商讨极具挑战。50多年前,其实苏联也有3次采样,然而并莫得获得什么伏击的科学发现。主要原因等于月壤颗粒狭窄,而其时的技巧身手不及。而好意思国的阿波罗算计因为采集了无数的岩石样品,而无用濒临这个挑战,于是取得了无数科学发现。而咱们的嫦娥五号、六号采集的亦然月壤样品。

  为了欢迎这个挑战,咱们商讨所提前18年启动准备。吴福元真挚、李献华真挚、林杨挺真挚,都是在阿谁时期来到商讨所的,然后他们就启动了漫长的东说念主才培养,平台建造和技巧研发。针对月壤样品的特殊性,咱们研发了多种的定年和同位素的分析技巧。

  而在拿到嫦娥五号样品之后,任务反而浅显了。我牢记那几天,我一直处于亢奋情状,很神奇,每天只睡3-4小时,而况根柢不以为困。滥觞,咱们会对月壤作念一个CT扫描,咱们不错通过这个识别出月壤中有哪些岩石的碎屑。

  然后,咱们手工把一些较大的颗粒挑选出来,编上号,一个一个的作念实验分析。

  53个小时咱们就获得了第一个定年数据,55个小时获得第一个氢同位素数据,一星期之内获得了锶-钕同位素数据。

  来看一下实验遗弃,定年遗弃骄矜,嫦娥五号月壤中的玄武岩酿成于20亿年前,这意味着月球在20亿年前还在世,比当年认为的要晚10亿年。

  这一发现,试验上带来了一个新的问题。月球为什么不错活得如斯之久,月球行动一个很小的天体,热演化模子展望它的火山行径难以捏续到25亿年前。刚启动,咱们臆想有两种可能的原因,一种是其里面富含辐照性元素,其生热激发了火山,另一种是其里面富含水,导致熔点裁汰,激发了火山。

  但进一步的商讨遗弃骄矜,两个可能性都不错排斥了。其里面既不富含辐照性元素,也不富含水。月球永劫辰火山行径,从此成为了一个谜题。但有一丝依然酿成了共鸣,那等于月球比咱们当年遐想的冷却要慢。

  是以,嫦娥五号样品样品,归来一下,等于揭开了月球的晚年,月球寿命比咱们当年认为的要长。这意味着咱们需要再行接洽行星的冷却历史,包括地球,若是月球寿命都不错这样长,地球的冷却是否也会比预期的更慢。

  很快咱们又迎来了嫦娥六号样品。它扫尾了东说念主类历史上第一次从月球背面采集样品。咱们为什么要去背面采集样品呢?事情还获取到,1959年,苏联Luna 3号探伤器第一次拍到月球背面的像片。自然这张像片很依稀,然而咱们也能看出来,与正面很不相似。仔细望望,想想与正面有什么分别。若是翻个面,是月球背面一直朝向咱们,而不是正面,咱们的先人毫不可能创造嫦娥和玉兔这样的神话据说。

  跟着探伤技巧的滥觞,东说念主们发现这种正面和背面的各别,表当今许多方面,玄武岩散播,正面多,背面少,辐照生热元素,正面高,背面低,月壳厚度,正面薄,背面厚。这样普遍的各别到底是怎样酿成的呢?这个问题也一直困扰着咱们。而第一次去月球背面采样的嫦娥六号任务,无疑为解开这个谜题大开了一扇窗口。

  月球背面一个最显耀的特征,等于它存在一个普遍的撞击盆地,它直径约为2400公里,与中国舆图的阿谁鸡肚子差未几大。要酿成如斯大的撞击盆地,需要一个大小约500公里的撞击体。而嫦娥六号任务的采样点位于这个撞击盆地的里面。

  在嫦娥六号月壤中就发现了此次撞击的古迹,即撞击熔岩,详情了此次大型撞击的时辰是42.5亿年前。那么此次撞击关于月球正面和背面的各别,有莫得什么孝顺呢?

  进一步对月壤中玄武岩商讨发现,撞击之后的月幔,不仅辐照性生热元素更低,而况水含量也更低。似乎示意着,此次普遍的撞击,对月球的后续演化产生了深刻的影响,以致它可能等于月球正面和背面各别酿成的指引要素之一。

  归来一下,嫦娥六号样品发现,月球正面和背面的各别,不是一个浅显的名义快意,而是深部月幔,正面和背面也存在各别。若是这种大型撞击,不错这样去雠校月球,那么与之相生相伴的地球,毫无疑问,应该也资格过这种普遍撞击,并被它深刻的影响。

  未必候,追念起这些年我参与的商讨办事,就会以为我方很走时。要知说念也有许多盛名的月球科学家,比如欧洲科学家,商讨了一辈子,也莫得能够迎来我方国度的月球样品。然而,我想愈加走时的应该还在背面。咱们畴昔还有嫦娥7号月球南极探伤,嫦娥八号月球科研站基本型,2030年前后的载东说念主月球探伤。天问2号:小行星探伤和采样,天问3号:火星采样,天问4号:木星及冰卫星探伤。中华英才探索天下的序幕才刚刚拉开,还会有一代一代的科学家、工程师、前赴后继,插足其中。古东说念主今东说念主若活水,共看明月齐如斯。

  我常常会去一些中小学,以致幼儿园作念科普回报,讲一讲咱们和月球的故事。事实上,每一次场所都很是的强烈,孩子们自然对月球充满了向往。这一种延续,一种传承,看着他们,我就会对咱们国度,咱们民族的深空探伤行状,月球和行星科学商讨,充满了信心。

  畴昔,他们概况会成为第一代星际侨民,在月球上建造基地,扫尾地月运载的常态化,他们会去月球旅游,打卡,拍照,发一又友圈。他们会建树月球的生态系统,种菜,扫尾自食其力。

  终末的终末,我想用一句话来归来今天的回报,从先祖的神话据说,到李白的千古绝句,到今天的科学探索,再到畴昔的星际侨民。这些看似饱和不同的事情,只不外是,中华英才在不同的时间,用不同的模式阐发着我方对月亮的向往。我的回报到此扫尾,谢谢寰球。

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