嫦娥六号带回的月球背面月壤为何比嫦娥五号的正面月壤更黏?

嫦娥六号带回的月球背面月壤为何比嫦娥五号的正面月壤更黏?这个问题如今终于有了答案。中新网北京11月24日电,记者孙自法介绍,中国科学家对这个谜题的解读,已经发表在了国际学术期刊《自然-天文》上。来自中国科学院地质与地球物理研究所的消息显示,祁生文研究员带领的团队经过一年多的研究,终于揭开了这层面纱。他们通过固定漏斗实验和滚筒实验,精确测量了月壤的休止角。结果发现,嫦娥六号月壤的休止角明显大于正面样品,流动特性更接近地球的黏性土体。 为了弄清背后的原因,研究团队做了精细的成分分析。他们发现,这种高黏性特征主要是摩擦力、范德华力和静电力三种粒间力协同作用的结果。其中摩擦力跟颗粒表面的粗糙度成正比,后两种力则在颗粒变小时变得更强。团队还发现了一个关键的“粒径阈值”:当D60值低于约100微米时,后两种力就会凸显出来,让非黏土矿物也变得很黏。 基于这些发现,研究团队又用了1微米的高空间分辨计算机断层扫描(CT),对嫦娥六号返回的样品进行了研究。他们分析了超过29万个月壤颗粒的尺寸和形态。结果表明,嫦娥六号的D60值最小,只有48.4微米,颗粒更细也更复杂。这种情况有些反常,因为通常越细的颗粒形状越接近球形。祁生文解释说,这可能是因为样品中含有大量易破碎的长石矿物(约占32.6%),再加上月球背面经历了更强的太空风化作用。这种又细又粗糙的特性增加了摩擦力、范德华力与静电力的贡献,导致了更高的休止角和黏性。 这项研究第一次从颗粒力学的角度系统解释了月壤的黏聚行为。祁生文指出,这些成果不仅能为未来的月球探测提供科学依据,也能为中国在月球基地建设和资源开发利用方面提供理论基础。在国务院新闻办公室一年多前的发布会上,嫦娥六号任务总设计师胡浩曾提到着陆区的月壤“似乎稍微黏稠一点,还有点结块”。这次发表的论文终于给这个现象找到了科学答案。 经过实验室的分析与验证,这项重要成果也得到了国际同行的认可。无论是学界还是社会上关注这个问题的人都将从中受益。正如研究者所说,这些进展将助力中国在深空探测领域取得更多突破。随着中国深空探测步伐的加快,这项工作无疑将为月球科学研究和资源利用领域的发展铺平道路。 (完)