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月球土壤跟地球有什么差别?研究月球土壤有什么用?
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绝大多数科学家其实是将月球土称之为“风化浮土”,而并非“土壤”。月球浮土的形成是因为流星的冲击,将岩石分裂成较小的石块或粒子。太阳风暴射出的带电粒子流,又将这些岩石粒子不停磨碎,直至浮土一样细微。这一过程,被称为“风化”。所以,“风化浮土”的名字由此得来。
“浮土”极细,而且不含有机物。地球土壤有丰富的有机物,但矿物质含量却不如月球土。在月球上,每一种矿物质含量都不算高,但是种类却非常丰富,存在天然的铁、金、银、铝等十几种矿物颗粒,其中含有大量的稀有金属。此外,还有少量的锡和铜杂质的化合物。
另外,月球上的“浮土”呈粉末状,跟地球上的沙漠差不多。但是,其颜色却是跟地球上的沙子是不同的,看起来是灰色的。而且跟地球土壤不同的是,月球“浮土”中含有大量的氦3,是核聚变反应的重要原料。
像这次我国嫦娥五号带回的月壤,如果能够研究成功,把其中的氦3提取出来的话,那未来人类也就掌握了可控的核聚变,这将是一项巨大的突破。
不过,“浮土”和地球土壤也不是没有共同点的。科学家们通过对月球土样品检测,得出的结论是:其土层特性很好,密度很大,承载力与地球土壤不相上下,适于盖建筑、建设地面运输系统等。仅仅从“浮土”的元素组成来说,和地球土壤没什么两样,只是“浮土”中的化合物有很多都是难溶的。
所以,现如今研究的月球“浮土”,是力求必须对其进行改造,就像地球的土壤一样,矿物质、有机质、水、空气和微生物组成,具有肥力。这样的话,未来才有可能实现用“浮土”种地,让植物生长。月球有那么多的土地资源,能否在将来进行有针对性的开发,从而满足在上面种菜的梦想呢?我想,这个梦想终归会有一天会到来的。
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月球表面几乎所有的岩石都是火成岩,因此可以断定月球土壤的主要成分也是火山岩风化物,相比之下,地球表面最普遍的岩石是沉积岩,因此地球土壤沉积岩风化成分更多。另外,地球拥有植物、动物等生物体系,因此土壤成分也包含生物尸体的腐殖质。而从元素成分的角度讲,月球土壤相对富含铁和钛元素,铝、钙、硅等元素的含量也要高于地球土壤。不过,人类当前对月球土壤的分析,还仅限于探测器带回来的土壤,并不全面。
重点说一下研究月球土壤的意义,研究月球土壤并不只是分析化学元素那么简单,月球土壤不但能还原微流星体轰击月球后的反应,更能分析月球热环境、微粒环境、辐射环境等深远结果,更为重要的是,研究月球土壤还有一个重要的科学意义,那就是分析太阳风粒子。
我们经常说月球是地球的卫星,月球不但环绕地球转动,更为地球挡了无数次陨石撞击,而月球陨石撞击与地球陨石撞击完全是两个概念,陨石撞击地球前会遇到大气层燃烧,这会改变陨石原始状态以及原有成分,但陨石撞击月球时,就是那么直接纯粹的“硬碰硬”,因此陨石的质子、电子、原子不受大气或电磁效应影响,以最原始的状态来展现太阳系星球物质,分析探索这类物质,有助于我们更深入的了解太阳系、银河系,乃至整个宇宙。
最后,研究月球土壤不一定有用,因为人类能否走出太阳系、银河系真的是一个未知数,且人类存在时间能否支撑到走出地球也是一个未知数,但地球能存在多长时间、人类能达到什么样的科技文明也不好妄下结论,分析月球土壤或许不能对当下产生科技影响,但却可以为子孙后代走出太阳系、银河系做充足准备。
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化学成分区别
月壤中存在天然的铁、金、银、铅、锌、铜、锑、铼等矿物颗粒。地球土壤主体的矿物质由二氧化硅(石英)颗粒(最普通的岩石碎裂产物)、硅酸盐(如硅酸铝)和氧化物(特别是各种氧化铁)组成。
月壤是研究月球的样本,由月球岩石在遭受陨石撞击、太阳风轰击和宇宙射线辐射等空间风化作用后形成,其中有大量的月球岩石碎块、矿物及陨石等物质。科学家通过研究这些月壤物质,既可以了解月球的地质演化历史,也可以为了解太阳活动等提供必要的信息。
土壤里的物质可以概括为三个部分:固体部分、液体部分和气体部分。
土壤矿物质是岩石经过风化作用形成的不同大小的矿物颗粒(砂粒、土粒和胶粒)。土壤矿物质种类很多,化学组成复杂,它直接影响土壤的物理、化学性质,是作物养分的重要来源之一。
土壤由矿物质和腐殖质组成的固体土粒是土壤的主体,约占土壤体积的50%,固体颗粒间的孔隙由气体和水分占据。
土壤气体中绝大部分是由大气层进入的氧气、氮气等,小部分为土壤内的生命活动产生的二氧化碳和水汽等。土壤中的水分主要由地表进入土中,其中包括许多溶解物质。
研究月壤的意义
随着嫦娥五号的返航成功,她在月球上取样的土也被带了回来,这也是此次嫦娥五号去月球的目的之一。国家之所以要致力将其带回,必然是有其重要意义。那么,到底月球上的土有啥用呢?究竟月球土壤的作用价值有哪些?一起来了解。
1、最主要的目的是为了进行科学研究;
2、部分样品将入藏国家博物馆,向公众展示,进行科普教育;
3、依据国际合作的公约和多边双边的合作协议,将发布月球样品和数据管理办法,与有关国家和世界的科学家共享,也有一部分按照国际惯例,作为国礼相送。
专家还提到,珍贵的月壤,要进行异地栽培。
与地球土壤有什么不同?
土壤材质不同:月球的土壤和地球土壤存在极大差异。地球土壤符合一系列植物的生存环境,其富含众多维生物,维生物不懈的活动赋予了地球土壤活力,让那些植物生长得更加生机盎然,而月球土壤却没有这些土壤小帮手,其呈现一种死气沉沉的状态,无任何生命力。
月球上珍贵资源氦-3是什么
氦-3是一种氦气同位素气体,化学符号?He,气体具有无色,无味,无臭稳定的气体。一般储存于气瓶中的高压气体,天然氦-3含量是1、38×10-6。当其含量增加导致氧气含量低于19、5%时有可能引起窒息,需要配备自吸式呼吸面具。
氦-3的提取是一个极其复杂的过程。人们首先需要将月球土壤加热到700摄氏度以上,才可以从中提取到氦-3。开发、运送月球上的能源也有很多难题需要解决。比如,需实现月球和地球之间的人、货运输,首先要有足够大推力的运载火箭。另外,要在没有大气包裹的月球表面着陆,主要只能靠反推火箭来缓冲,如何保障安全是一大难题。此外,氦-3提取成功后如何利用呢?这同样是一个技术难题。
因为使用氦-3的热核反应堆中没有中子(氦-3与氘进行热核反应只会产生没有放射性的质子),故使用氦-3作为能源时不会产生辐射,不会为环境带来危害。但是因为地球上的氦-3储量稀少,无法大量用作能源。幸好,根据月球探测的结果,月球上的氦-3含量估计约100万吨以上。
100吨氦-3便能提供全世界使用一年的能源总量。
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新能源!