精细扫描29万余个月壤颗粒后确认，嫦娥六号月壤有点“黏”
转自：北京日报客户端
基于嫦娥六号月壤样品，中国科学院地质与地球物理研究所研究员祁生文团队系统揭示月球背面月壤表现出较高黏性特征的物理机制，并从颗粒力学角度完整阐释了“黏”的原因。11月24日，相关研究成果在国际学术期刊《自然·天文》在线发表。
月壤样品进行滚筒实验
嫦娥六号探测器返回地球后不久，嫦娥六号任务总设计师胡浩就曾透露，与相对较为细密、松散的嫦娥五号月壤相比，嫦娥六号在着陆区采集的月壤“似乎稍微黏稠一点，还有点结块”。这一现象，引起了中国科学院地质地球所嫦娥六号研究团队的关注。祁生文团队通过固定漏斗实验和滚筒实验，精确测量了这批“土特产”的休止角——反映颗粒材料流动性的关键指标。
“实验结果让我们很惊讶，其休止角显著大于月球正面样品，流动特性更接近于地球上的黏性土体。”祁生文说，但团队进一步分析样品成分时，仅发现了极为少量的磁性矿物，并未发现黏土矿物，这就排除了“黏”是受常见的磁力或胶结作用影响产生。
“研究发现，这种黏性的存在是细小月壤颗粒间的范德华力和静电力导致。”祁生文说，摩擦力与颗粒表面粗糙度正相关，范德华力与静电力则随颗粒尺寸减小而显著增强。具体而言，月壤颗粒的限定粒径与休止角存在直接关联，当其低于约100微米时，范德华力与静电力对休止角的作用凸显，使非黏性矿物颗粒表现出明显的黏性特征。
祁生文对嫦娥六号月壤样品开展固定漏斗实验
团队历时1年多，为29万余个月壤颗粒进行了分辨率1微米的高空间分辨CT扫描，精确厘定了它们的尺寸和形态。与嫦娥五号月壤和阿波罗月壤相比，嫦娥六号月壤的限定粒径最小，仅为48.4微米，且颗粒更细、形态更复杂，整体球度显著偏低。“这个现象很反常。通常来说，样品颗粒越细，形状越接近球形。但嫦娥六号月壤细小却粗糙，让范德华力与静电力的作用凸显，导致它更‘黏’。”祁生文说，这一现象可能与样品中富含易破碎的长石矿物，及月球背面经历更强的太空风化作用有关。
该研究首次从颗粒力学角度，系统阐释了月壤的独特黏聚行为，揭开嫦娥六号月壤的“黏性”之谜，为未来月球探测任务提供了重要科学依据。随着我国深空探测步伐的不断加快，相关成果将为月球基地建设、月面资源开发利用等提供关键理论基础，助力我国在月球科学研究和资源利用领域取得新突破。
来源：北京日报客户端