玻璃，像“日記”一樣記載著月球活動(dòng)

月壤是認(rèn)識(shí)地月系統(tǒng)早期演化的窗口，可以啟發(fā)我們?nèi)绾卫迷虑蛸Y源。在對(duì)月壤的分析中，研究人員就想，在月壤中，有沒有存在像“日記”一樣的物質(zhì)，記載著月球上發(fā)生的火山噴發(fā)、隕石撞擊、太陽風(fēng)和宇宙射線輻照等一系列活動(dòng)呢？

月球環(huán)境非常嚴(yán)酷。在月球的演變歷史中，經(jīng)常會(huì)有一系列非平衡的物理化學(xué)過程，比如火山噴發(fā)、隕石撞擊、太陽風(fēng)和宇宙射線輻照等等，為分析月球的演化歷史帶來了難度。幸運(yùn)的是，這些非平衡的物理化學(xué)過程產(chǎn)生了各種玻璃物質(zhì)。

玻璃物質(zhì)在人類生活中無處不在，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)。就像地球上的琥珀一樣。這些玻璃物質(zhì)以其無與倫比的穩(wěn)定性，幾十億年以來在月球環(huán)境中保存了和這些過程相關(guān)的巖漿物質(zhì)、隕石碎片、揮發(fā)物質(zhì)和太陽風(fēng)氣體等。>>詳情

月球表面隕石撞擊、太陽風(fēng)輻照等空間活動(dòng)示意圖（圖片來源：中科院物理所微信公眾號(hào)）

在微隕石的作用下，除了留下了撞擊坑，在巖石碎片的表面小尺度范圍內(nèi)產(chǎn)生熔化，和周圍粘結(jié)的碎屑形成膠結(jié)質(zhì)玻璃（圖片來源：中科院物理所微信公眾號(hào)）

為地外玻璃物質(zhì)研究提供了寶貴樣本

許多月球玻璃可以穩(wěn)定存在億萬年，不僅可以像地球上的琥珀一樣保存古老的月球物質(zhì)，還記錄著其形成時(shí)的環(huán)境信息，就像一幀幀的攝影快照一樣記錄著月球億萬年間的重要?dú)v史演化信息，是探索月球奧秘的重要材料。

“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?！敝锌圃何锢硭芯繂T白海洋說。>>詳情

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（圖片來源：中科院物理所微信公眾號(hào)）

月球撞擊玻璃的形成示意圖（圖片來源：中科院物理所微信公眾號(hào)）

撞擊產(chǎn)生的溫度和熔化物質(zhì)的粘度決定了玻璃的形狀（圖片來源：中科院物理所微信公眾號(hào)）

研究發(fā)現(xiàn)存在多種轉(zhuǎn)變路徑的玻璃起源

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。

這些熔體冷卻、氣相沉積和離子輻照產(chǎn)生的玻璃物質(zhì)記載了月球億萬年來的歷史演化信息。

撞擊玻璃記錄著太陽系撞擊歷史；

火山玻璃記錄著巖漿活動(dòng)等月球內(nèi)部運(yùn)動(dòng)；

膠結(jié)物玻璃記錄著月球表面頻繁的微隕石撞擊，存儲(chǔ)著大量的氫、氦等太陽風(fēng)物質(zhì)；

月壤表面非晶層記錄著太空環(huán)境對(duì)月表的改造作用，記載著月球表面的太空風(fēng)化作用信息……

“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。>>詳情

嫦娥五號(hào)探測(cè)器完成月球表面自動(dòng)采樣，并按預(yù)定形式將樣品封裝保存在上升器攜帶的貯存裝置中（圖片來源：中科院物理所微信公眾號(hào)）

未來可能就地取材利用月壤加工生產(chǎn)玻璃

研究團(tuán)隊(duì)在嫦娥五號(hào)月壤中首次報(bào)道了天然存在的玻璃纖維。這些具有超高長(zhǎng)徑比的玻璃纖維形成于撞擊過程中粘稠液體的熱塑成型，就像是實(shí)驗(yàn)室中通過熱拉拔的方法制造非晶絲一樣。和低長(zhǎng)徑比的玻璃珠相比，形成玻璃纖維的液體粘度更高，意味著對(duì)應(yīng)的撞擊溫度和撞擊速率更低，反映了月球表面較為溫和的微撞擊事件。

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，將為未來月球基地建設(shè)提供重要支撐。>>詳情