建月球基地的玻璃有了？中國科學(xué)家月壤最新發(fā)現(xiàn)

月球上也有玻璃！7日，記者從中國科學(xué)院物理研究所獲悉，通過對嫦娥五號月壤樣品開展系統(tǒng)的物質(zhì)科學(xué)研究，我國科研人員發(fā)現(xiàn)了多種類型、不同起源的月球玻璃物質(zhì)。更重要的是，他們還在嫦娥五號月壤中首次發(fā)現(xiàn)天然玻璃纖維。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《國家科學(xué)評論》。

提起玻璃，我們通常會想到漂亮的落地窗、多彩的玻璃工藝品和隨處可見的電子屏幕。其實(shí)，玻璃不僅是重要的人造材料，而且是自然界中普遍存在的天然物質(zhì)。即使是在荒涼貧瘠的月球表面，仍然存在著由火山噴發(fā)、地質(zhì)運(yùn)動、隕石撞擊等活動產(chǎn)生的豐富的玻璃物質(zhì)。

許多月球上的玻璃可以穩(wěn)定地存在億萬年。月球玻璃是探索月球奧秘的重要材料，不僅保存了古老的月球物質(zhì)，還記錄著其形成時(shí)的環(huán)境信息?！版隙鹞逄栐氯罉悠窞榻沂驹虑蚱鹪磁c演化、認(rèn)識月球表面和空間環(huán)境、促進(jìn)月球資源原位利用等提供了絕佳機(jī)遇，也為地外玻璃物質(zhì)研究提供了寶貴樣本。”中科院物理所研究員白海洋說。

此次，研究人員綜合分析了嫦娥五號月壤樣品中玻璃物質(zhì)的形態(tài)、成分、微觀結(jié)構(gòu)和形成機(jī)制。他們發(fā)現(xiàn)，月球表面存在著固、液、氣多種轉(zhuǎn)變路徑的玻璃起源。月球表面頻繁遭受的隕石及微隕石撞擊導(dǎo)致的礦物熔化和快速冷卻，產(chǎn)生了各種形態(tài)的玻璃物質(zhì)，包括球狀、橢球狀、啞鈴狀等旋轉(zhuǎn)形狀的玻璃珠，氣孔構(gòu)造的膠結(jié)質(zhì)，流體形態(tài)的濺射物等。

圖1.嫦娥五號月壤中球狀、橢球狀、啞鈴狀等旋轉(zhuǎn)特征的玻璃珠

圖2.嫦娥五號月壤中不同長徑比的玻璃纖維

“這些撞擊起源的玻璃物質(zhì)記錄了月球表面從數(shù)千米到納米的多尺度撞擊事件，相關(guān)凝固玻璃的形態(tài)取決于撞擊溫度主導(dǎo)的玻璃形成液體的黏度，由此可反推出隕石的撞擊強(qiáng)度，對理解月壤的形成與演化具有重要意義。”中科院物理所趙睿博士介紹。

尤其值得關(guān)注的是，研究人員在嫦娥五號月壤中首次發(fā)現(xiàn)了天然玻璃纖維。這些具有超高長徑比的玻璃纖維來源于撞擊過程中黏稠液體的熱塑成型。和低長徑比的玻璃珠相比，形成這些玻璃纖維的液體黏度要更高，意味著對應(yīng)的撞擊溫度和撞擊速率更低。這反映了月球表面較為溫和的微撞擊事件。

同時(shí)，“這些天然的玻璃纖維證明，月壤具有良好的玻璃形成能力和優(yōu)異的加工成型特性，肯定了在月球表面就地取材利用月壤加工生產(chǎn)玻璃建材的可行性，將為未來月球基地建設(shè)提供重要支撐?！敝锌圃何锢硭毖芯繂T沈來權(quán)說道。

圖3.嫦娥五號月壤顆粒表面的氣相沉積非晶層

圖4.月球表面各類玻璃物質(zhì)的不同起源示意圖

科技日報(bào)記者 陸成寬

本文封面圖片來自版權(quán)圖庫，不授權(quán)轉(zhuǎn)載；文內(nèi)圖片來自中國科學(xué)院物理研究所官網(wǎng)