这种土壤几乎寸草不生，却一土难求，月球土壤极具研究价值？

发布者：南定中原 2023-7-24 20:12

自从人类第一次登上月球之后，月球土壤就成为了科学家们和科研机构之间的“抢手货”，大量的月球土壤在不同的国家和研究机构之间流通，比如俄罗斯与美国就曾经交换过他们从月球上带回来的土壤样本。

机械分解出的土壤

虽然在地球上，人类称呼其为“月球土壤”，但是严格意义上来说，月球土壤和地球土壤是有区别的，并不是同一种东西。月球土壤也是在月球表面发现的，但它是月球风化层的一部分，其特性与地球的陆地土壤有很大不同。

月球土壤的物理特性表明它是玄武岩和斜长岩机械分解的结果，所谓的机械分解就是说它受到了外力冲击，也就是说月球土壤是在数十亿年来太阳和星际带电原子粒子的持续撞击和轰击下形成的。除此之外，它还会遭受风化侵蚀，随着时间的推移，土壤颗粒被研磨得越来越细。

这种情况从根本上就与地球陆地土壤的形成模式形成了鲜明对比，后者有着分子氧、湿度、大气风以及一系列强有力的生物过程介入。不过在地球上，有一个地方拥有和月球土壤非常相似的土壤，这个地方在西班牙。

一组西班牙科学家发现，当地一个采石场的玄武岩与月球风化层样本有着惊人的相似之处，与最初于1971年由阿波罗14号的宇航员带回地球的月球土壤很相似。科学家用采石场的玄武岩制作了月球风化层模拟物，可用于进行航天器的硬件测试和实验。

月球土壤与地球土壤

月球土壤是由各种类型的颗粒组成的，其中不仅包括岩石碎片、单矿物碎片和各种玻璃，还包括火山颗粒。宇宙中的微陨石撞击会在月球表面形成凝结物，还会导致小规模的熔化，以至于物质与一些微小元素融合在一起。

月球土壤和地球土壤在化学成分上有几个显著差异。首先是月球非常干燥，因此月球表面不存在那些以水作为其结构一部分的矿物质，例如粘土、云母和角闪石。其次，地球地壳会被氧化，但是月球不会。

最后，月球上的铁元素存在状态与地球上的铁元素存在状态也有很大的不同。地球土壤和月球土壤之间的差异使得在月球上很难种植地球上的作物，月球殖民和其他长时间太空任务需要付出昂贵的成本才能完成，比如进口地球土壤和对月球土壤进行化学处理。

阿波罗号带回地球的月球土壤样本中，已经有三个样本被用于成功种植植物。科学家指出，植物可以在月球土壤中生长，但是它们不如在地球土壤中生长的植物强壮，甚至不如在由火山灰制成的月球模拟物中生长的强壮。

月球土壤为何极具研究价值？

1969年至1972年间，阿波罗航天计划多次登陆月球，并将大约380公斤的月球土壤和岩石带回了地球，这些样本一直被妥善保存着。它非常珍贵，只能用于重要的科学研究，研究领域包括但不限于航空航天、材料学、生物学、地质学和植物学等等。

世界各地的研究团队希望能够通过这些月球土壤样本了解月球风化层的物理特性、化学特性和矿物特性，而了解这些特性不仅是为了搞清楚航天器和宇航服等硬件该如何应对月球环境，也是为了证明最终是否有可能在月球种植食物，或建造未来月球基地的建筑材料该如何选择。

众所周知，月球是一个多沙、多尘的环境，对于任何在月球表面运行或工作的机械设备，它都会遇到与地球非常不同的风化层。在地球上，风和水倾向于围绕土壤颗粒发生作用，但是在月球上这个情况却正相反。因此，在地球上行得通的东西在月球上不一定行得通。

科学家还致力于寻找月球上大规模种植作物的可能，这是太空探索乃至于太空移民的关键钥匙之一。从月球上收集回来的土壤样本可以帮助研究这个问题，甚至科学家认为，研究月球风化层可以帮助更多地了解火星风化层。

面对大量的研究需要，真正的月球土壤样本是不够用的，于是开始有人制造月球土壤的仿制品。比如欧洲航天局就计划生产900吨月球风化层模拟物，其中大部分将用于帮助训练宇航员和月球车在月球表面行走。

然而，因为地球固有的特性，模拟物不可能与月球土壤完美相同，即使是模拟物，与月球土壤相比也有着更高的钠含量。尽管如此，月球土壤无论是真土还是仿制品，都“一土难求”，仿制品价格从每公斤45美元到150美元不等。