還真有人嘗過!月球「土特產」價值幾許?味道如何?

2020-12-26 澎湃新聞

原創新華日報新華日報

12月17日凌晨1點59分，完成月球「挖土」任務的嫦娥五號返回器在內蒙古四子王旗成功著陸，地球送來月球「土特產」快遞成功。這也是1976年8月蘇聯「月球24號」探測器最後一次採集月球樣本至今，人類44年後再次更新月壤樣本。

「月壤能種菜嗎？」「月壤味道如何？」……本期《科技周刊》，將以一種特殊的方式解讀月球「土特產」。

月壤——月球過去的講述者

月球和地球年歲相當，大約已經45億歲了。20世紀六七十年代，美國和前蘇聯曾分別通過載人飛船和月球探測器，為人類帶回了月球上土壤和巖石樣本。其中，美國採樣的月球土壤均是30-40億年前的形成的。

與此前不同的是，此次嫦娥五號的採樣點位於月球正面風暴洋的呂姆克山脈以北地區（月球正面西經51.837度、北緯43.099度），這對於人類來說是一個全新的區域。嫦娥五號取回的月壤是混合物質，主要成分除了取土點原地破碎玄武巖外，還有月球高地被撞擊濺射來的斜長巖、隕石的碎片等，是平均直徑小於1毫米的巖石顆粒。

嫦娥五號鑽取子系統飛控專家組成員、中國地質大學（武漢）行星科學研究所肖龍教授介紹，通過對美國和前蘇聯帶回的月球樣品研究，科學家們發現，月球上的火山活動在35億年前達到頂峰，之後減弱並停止。而呂姆克山脈附近的巖石和土壤樣本是大約13億至20億年前形成的玄武巖，這些「年輕」的月球土壤能夠幫助科學家最終確認該區域火山活動是何時停止的，這將讓人們能夠更加完整地還原月球的歷史，更全面認識月球、地月系統，甚至整個太陽系的過去。

月亮和地球可謂一母同胞，所以巖石成分非常類似。兩者的土壤都是由巖石在經歷複雜變化後形成的。只不過，生命賦予了地球土壤更多活力。西交利物浦大學健康與環境系副教授陳正告訴記者：「從化學組成來說，月壤和原始地球土壤的成分差別並不大，只不過和現代地球土壤的差別就很大了。現代的地球土壤裡面有大概2-5%的有機質，還存在大量的水，以及眾多的微生物，這些都是月球土壤上所沒有發現的。」

南京信息工程大學雷射光譜研究團隊負責人劉玉柱教授多年來利用光譜技術研究物質成分。他告訴記者，根據美國和蘇聯所採集的月壤樣品分析研究表明，月球土壤主要由各種巖石碎片、礦物碎片以及玻璃狀二氧化矽等各種類型的顆粒凝聚組成。在元素成分組成上，月球土壤的主要元素組成為氧、矽、鐵、鈣、鋁、鎂等。月球土壤蘊藏著豐富的鈦元素、氦-3，還存在天然的鐵、金、銀、鉛等礦物顆粒。「其中，氦-3是一種未來可能進行熱核聚變發電的清潔能源。各種礦物質尤其是一些珍貴的稀土金屬，也是地球極度緊缺的資源。鈦也能為未來月球太空飛行器的研究和製造提供原材料。」

太陽風輻射等宇宙環境

造就月球土壤「風味」

在地球上，人們偶爾會不小心嘗到一些土的味道。那麼，月壤的「口味」如何呢？

地球上土壤的「味道」由巖石母質，氣候，生物和人類活動等等因素決定。而月球上只有巖石，沒有生物和人類活動，但有更加劇烈的隕石撞擊、太陽風輻射、太陽耀斑和銀河宇宙輻射、溫度變化，這些是造成月壤「風味」的主要原因。而宇宙環境中太陽風和紫外線還會讓月球土壤帶電，形成自由基（一種很活躍的化學基團），這使得月壤有很強的化學活性，難以長期保存。從質地上來說，月壤可能會很蓬鬆，有點像麵粉，所以太空人可以輕鬆地在月球上留下腳印。只不過，這其中又夾雜著很多顆粒和粘合集塊巖。「可以放心的是，月壤肯定沒有細菌，所以比較衛生。月壤裡面可能會有些重金屬，但是目前看來含量並不高。」

月壤的「味道」和質地如此奇怪，有沒有人真的嘗過月壤呢？答案是「有」！陳正說，當人類第一次登上月球的時候，美國太空人就意外「吃」過月壤。時間回到1969年，當時，太空人完成第一次探月工作返回登月艙時，發現身上沾了不少月塵。由於月球上沒有引力，無論怎麼努力，躲在太空衣外面夾縫裡的土都沒有辦法全部除去。因此，當太空人脫太空衣時，月塵就漂浮在登月艙裡。太空人一張嘴，一不小心就嘗到了漂浮著的月壤的味道，據說有點像火藥的味道。

陳正提醒，其實，通過嘴巴把月壤吃到肚子裡面，可能並不會有太大的問題。但若是通過鼻子把月壤呼吸到肺裡面，會有大問題。據推測，長期暴露在月壤中可能會得「矽肺」。「所以，在用月壤種出來好吃的食物之前，月塵月霾可能是月球移民首先要面對的問題。」

下一站，人類將收穫更多外星土壤

月球土壤成分研究可以為地球人類研究月球提供很多的信息，比如它的元素成分、結構構造、物理特性、同位素豐度、礦物特點和地質演化等。目前，科學家對月球土壤的研究方法主要有三種，分別是環繞綜合性探測、著陸巡視探測和採樣返回檢測。其中，對於採集回來的樣品常見的成分檢測手段有光譜檢測、化學分析、掃描電鏡、電子探針、X射線等。

在劉玉柱看來，未來將有更多的方式分析月球土壤。「希望有朝一日，我們可以攜帶更多高尖端的設備前往月球，實地原位在線檢測月壤、月巖等的組成成分，甚至可以在月球建立空間實驗站，利用月球特殊的射線和地理環境進行月球土壤的分析。」劉玉柱說。

不過，對於重力不足維護大氣層，地表缺乏碳氮等地球上生命必需元素的月球來說，這裡並不適合人類長期生存。「在我看來，月球更像一個跳板，是人類前往星空大海的練習場。」陳正表示，對人類來說，月球只是探索宇宙的第一站。當越來越多的人造飛行器穿越於地球之外，人類將獲得更多來自其他星球土壤。

未來，火星土壤、木星土壤、火星土壤來或許都會相繼被「快遞」到地球。越來越多外星土壤的介入，會不會「汙染」到地球土壤呢？陳正說，目前已知的星球都是沒有生命活動的，也並沒有發現超出科學認知的新材料。所以科學界並沒有太大地擔心「外星汙染」，更多地是在擔心人類活動是否會「汙染」其他星球，畢竟地球人的每一次「到訪」，都會給外星球帶來大量本土沒有的「地球物質」。這些地球物質會如何影響外星環境，依然是個謎。

>>熱點回應：月壤能種菜嗎？

在電影《火星救援》裡面，主人公通過加入糞便改良火星土壤，成功了種出了土豆。西交利物浦大學健康與環境系副教授陳正告訴記者，從理論上講，我們在月壤裡補充氮肥和有機質（糞便裡的主要成分），也可以用來種菜。不過，至於種出來的菜是什麼味道，其實挺令人期待。如果是地球品種的話，不會有太大的味道差異。未來，人們可能會吃到針對月球環境培育的新品種蔬菜。