根據(jù)《科學》（Science）雜志刊載的一項新研究[1]，來自中國地質(zhì)科學院、美國圣路易斯華盛頓大學、澳大利亞科廷大學等科研機構(gòu)和大學的研究人員，聯(lián)合分析了嫦娥五號帶回的月球樣本，結(jié)果發(fā)現(xiàn)它們的年齡不到20億年，這是目前已知最為年輕的月球物質(zhì)，比美國阿波羅載人登月帶回的月巖年輕了10億多年。
2020年，我國發(fā)射了嫦娥五號前往月球，開展中國航天史上首次月球采樣返回任務(wù)。嫦娥五號在月球正面上實現(xiàn)了自動采樣和封裝，最終成功把1.731千克的月壤和月巖帶回地球上，此時距離上一次月球采樣已經(jīng)過去了將近半個世紀。
從1969年至1972年，阿波羅載人飛船先后6次登陸月球，宇航員總共收集了381千克的月球樣本，并將其帶回地球（我國曾獲贈其中1克）。分析顯示，這些月巖都十分古老，收集自月海的玄武巖可以追溯到31.6億年前。收集自高地的月巖更是能追溯到44.4億年前，這要比地球上已知最古老的巖石還要早1.6億年，已經(jīng)接近月球和地球的起源時間。
過去，月球表面發(fā)生過多次火山噴發(fā)，產(chǎn)生了大片玄武巖，由此形成了低洼平原地區(qū)——月海，就是我們在地球上用肉眼可以看到的月球黑色部分。大多數(shù)月球火山活動發(fā)生在30億到40億年前，但由于月球內(nèi)部存在一種加熱機制，使得火山活動可能一直延續(xù)到20億年前。
嫦娥五號去了月球上相對較為年輕的區(qū)域——風暴洋，這是當時火山噴發(fā)形成的凝固熔巖區(qū)域。在那里，嫦娥五號采集到的樣品有助于填補月球演化歷史的關(guān)鍵時間空白。分析表明，嫦娥五號收集到的玄武巖要比此前的樣本年輕很多，年齡估計只有19.6億年。
由此可以推測，大約20億年前，月球上仍有火山活動，噴發(fā)出溫度超過1000 ℃的玄武巖巖漿。過去科學家認為，月球地殼深處的放射性元素可能會提高某些地區(qū)的溫度，從而讓月球保持地質(zhì)活動。
但根據(jù)嫦娥五號的樣本分析結(jié)果，科學家并沒有大量檢測到相關(guān)的放射性元素，這意味著當時肯定有別的東西在使月球升溫。有一種觀點認為，這可能是潮汐加熱的結(jié)果。地球和太陽的引力作用在月球上，不斷對月球進行拉伸和擠壓，由此產(chǎn)生熱量，驅(qū)動月球內(nèi)部的地質(zhì)活動。
有關(guān)月球的未解之謎還有很多，比如神秘的月球背面。與朝向地球的月球正面相比，月球背面的地形迥然不同，那里很少有月海，取而代之的是大量的隕石坑。正因為如此，我國的嫦娥四號選擇在那里登陸。
預(yù)計在2024年，我國將會發(fā)射嫦娥六號，前往月球南極或者月球背面的艾特肯盆地，在那里采集樣本，然后帶回地球。屆時，有關(guān)月球乃至太陽系的形成之謎將會被進一步揭開。
除了研究月球本身的未解之謎外，科學家還會重點研究一種罕見物質(zhì)——氦-3。在嫦娥五號的第一批月球樣本分發(fā)中，核工業(yè)北京地質(zhì)研究院獲得了其中50毫克，目的是把其中的氦-3提取出來。
當前，研究人員采用氘和氚作為可控核聚變的燃料。雖然這種可控核聚變反應(yīng)要比核裂變反應(yīng)能夠更高效地產(chǎn)生能量，并且也更加清潔，但仍然會產(chǎn)生中子輻射問題，由此也會損失不少的能量。
如果把核聚變?nèi)剂蠐Q成氦-3，不但可以做到完全清潔，而且還能進一步提高核聚變反應(yīng)產(chǎn)生的能量。據(jù)估計，100噸氦-3產(chǎn)生的能量夠全人類用一年。雖然氦-3的前景非常好，但地球上的含量非常稀少，這使得它們十分昂貴，每噸價值可達190億元。
先前的分析表明，月球上有大量的氦-3。因為月球沒有磁場和大氣層，來自太陽風的氦-3可以直接到達月球表面，并且不斷在那里聚集。月球淺層土壤中的氦-3儲量多達110萬噸，這是吸引人類探測月球的一大原因。
除了月球之外，水星、木星等行星上還有更多的氦-3。如果我們能夠率先掌握從月壤中提取氦-3的技術(shù)，我們將在未來的太空競爭中取得先機，我們定不會錯過這次的“大航天時代”。
參考文獻
[1] Xiaochao Che, Alexander Nemchin, Dunyi Liu, et al. Age and composition of young basalts on the Moon, measured from samples returned by Chang’e-5, Science, 2021, DOI: 10.1126/science.abl7957.
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