月球上也有玻璃！7日，記者從中國(guó)科學(xué)院物理研究所獲悉，通過(guò)對(duì)嫦娥五號(hào)月壤樣品開(kāi)展系統(tǒng)的物質(zhì)科學(xué)研究，我國(guó)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(hào)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(guó)家科學(xué)評(píng)論》。

(資料圖)

提起玻璃，我們通常會(huì)想到漂亮的落地窗、多彩的玻璃工藝品和隨處可見(jiàn)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(dòng)、隕石撞擊等活動(dòng)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(wàn)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。“嫦娥五號(hào)月壤樣品為揭示月球起源與演化、認(rèn)識(shí)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(shuō)。

此次，研究人員綜合分析了嫦娥五號(hào)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(hào)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(hào)月壤中不同長(zhǎng)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(duì)理解月壤的形成與演化具有重要意義?！敝锌圃何锢硭w睿博士介紹。

尤其值得關(guān)注的是，研究人員在嫦娥五號(hào)月壤中首次發(fā)現(xiàn)了天然玻璃纖維。這些具有超高長(zhǎng)徑比的玻璃纖維來(lái)源于撞擊過(guò)程中黏稠液體的熱塑成型。和低長(zhǎng)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(duì)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(lái)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(lái)權(quán)說(shuō)道。

圖3.嫦娥五號(hào)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?qǐng)?bào)記者 陸成寬

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