嫦娥六號採自月球背面的月壤樣品，相對嫦娥五號正面月壤有些黏，月壤為什麼會出現這樣不同的物理特性？

　來自中國科學院地質與地球物理研究所的最新消息說，基於嫦娥六號月壤樣品，該所祁生文研究員團隊經過一年多深入研究，系統揭示出月球背面月壤表現出較高黏性特徵的物理機制，從顆粒力學層面完整闡釋了嫦娥六號月壤為什麼有些黏的科學謎題。

　這項嫦娥六號月壤研究重要進展的成果論文，11月24日以「在嫦娥六號著陸點發現強黏聚月球土壤」為題，在國際專業學術期刊《自然-天文》上線發表。

　論文第一作者和共同通訊作者祁生文研究員介紹說，研究團隊通過固定漏斗實驗和滾筒實驗，精確測量了反映顆粒材料流動性的關鍵指標——嫦娥六號月壤的休止角。實驗結果顯示，嫦娥六號月壤的休止角顯著大於月球正面樣品，其流動特性更接近於地球上的黏性土體，從而證實月球背面土壤有些黏。

　研究團隊進一步開展精細成分分析，確認月壤休止角增大主要受摩擦力、范德華力和靜電力三種粒間力的協同控制。其中，摩擦力的作用與顆粒表面粗糙度正相關，范德華力與靜電力的作用則隨顆粒尺寸減小而顯著增強。

　本次研究發現，可以通過測定D60值（小於某一粒徑的顆粒重量佔到總重量60%時的顆粒粒徑值）來判斷顆粒尺寸對休止角的影響。對比不同D60值的非黏土礦物顆粒（如石英、輝石、鈣鐵輝石、拉長石）的休止角變化，研究團隊還發現一個關鍵「粒徑閾值」：當D60值低於約100微米時，范德華力與靜電力對休止角的作用開始凸顯，使得非黏性礦物顆粒表現出明顯的黏性特徵。

　基於這些研究成果，研究團隊對嫦娥六號返回樣品進行1微米的高空間分辨計算機斷層掃描（CT），通過對超過29萬個月壤顆粒的尺寸與形態進行精確釐定，並同月球正面嫦娥五號和阿波羅月壤對比，發現嫦娥六號月壤D60值最小，僅為48.4微米，顆粒更細，形態更複雜，整體球度顯著偏低。

　祁生文指出，通常顆粒越細，形狀越接近球形，嫦娥六號月壤雖細，形態卻更複雜，這一現象頗為反常。本項研究表明，這可能與樣品中富含易破碎的長石礦物（約占32.6%），以及月球背面經歷更強太空風化作用有關。嫦娥六號月壤又細又粗糙的顆粒特性，提升了摩擦力、范德華力與靜電力的貢獻，產生更高的休止角，因此造就其更高黏性特徵。

　研究團隊表示，這項研究首次從顆粒力學角度，系統闡釋月壤的獨特黏聚行為，揭開嫦娥六號月壤的黏性之謎，可為未來月球探測任務提供重要科學依據。隨著中國深空探測步伐的不斷加快，這些研究成果將為月球基地建設、月面資源開發利用等提供關鍵理論基礎，助力中國在月球科學研究和資源利用領域取得新的突破。◇（中新社）