中新社北京11月24日电 (记者 孙子)嫦娥六号从月球背面采集的月壤样本与嫦娥五号近端采集的月壤相比略显粘稠。为何月壤的物理性质如此不同？这一问题受到学术界和社会的广泛关注。
据中国科学院地质与地球物理研究所最新消息，该所齐深文研究团队宣布，基于嫦娥六号月壤样品，经过一年多的深入研究，系统阐明了月球背面月壤粘度增大的物理机制，从粒子力学角度完整解释了嫦娥六号月壤为何具有粘性的科学谜团。
齐胜文研究员正在实验室真实地对嫦娥六号月壤进行实验研究。提供照片作者：中国科学院地质与地球物理研究所
该论文是嫦娥六号月壤研究的重大突破，于11月24日以《嫦娥六号着陆点发现高粘性月壤》为题在线发表在国际期刊《自然-天文学》上。
他们证实月球背面的地面有点粘
论文第一作者、共同通讯作者齐胜文研究员表示，通过固定漏斗实验和滚筒实验，研究团队准确测量了嫦娥六号月壤的休止角，这是反映颗粒流动性的重要指标。实验表明，嫦娥六号月壤的休止角明显大于近侧样品土，其流动特性与地球粘土相似，证实月球远侧土壤具有一定的粘性。
通过通过额外的微成分分析，研究小组证实，月壤休止角的增加主要是由颗粒之间三种力的协调控制来控制的：摩擦力、范德华力和静电力。其中，摩擦力的影响与颗粒表面粗糙度呈正相关，范德华力和静电力的影响随着颗粒尺寸变小而显着变大。
本研究中，我们对嫦娥六号月球土壤样本进行了转鼓实验。图片提供：中国科学院地质与地球物理研究所
本研究表明，粒径对休止角的影响可以通过测量D60值（低于一定粒径的颗粒重量占总重量的60%时的粒径值）来确定。我发现可以通过比较角度的变化来确定通过对不同D60值的非粘土矿物颗粒（如石英、辉石、钙长石和拉长石）的休止角的研究，研究人员还发现了一个重要的颗粒“尺寸阈值”。当D60值小于约100微米时，范德华力和静电力对休止角的影响开始显着，导致矿物缺乏内聚力，颗粒表现出明显的粘性特性。
促进月球科学研究和资源利用。
基于这些发现，研究团队对嫦娥六号返回的样本进行了1微米高空间分辨率的计算机断层扫描（CT）。通过精确测量29万多个月壤颗粒的大小和形状，并将其与嫦娥五号和阿波罗近侧月壤进行比较，研究人员发现嫦娥六号月壤的D60值最小，仅为48.4微米。颗粒变得更细，形状更加复杂，整体球形度显着下降。
齐胜文指出，通常情况下，颗粒越细，形状越接近球体。嫦娥六号的月壤状况良好，但形状较为复杂。这种现象很不寻常。这项研究认为，该产物可能富含脆性长石矿物（约占32.6%），这与月球背面经历了更剧烈的空间侵蚀有关。嫦娥六号的月壤呈细线和粗线，增加了摩擦力、范德华力和静电力的贡献，从而产生更高的休止角和更高的粘度特性。
本研究对嫦娥六号的月球土壤样本进行了调查。图片提供：中国科学院地质与地球物理研究所
研究团队表示，这项研究首次从人类角度系统地解释了月壤的独特聚集行为。嫦娥六号从粒子力学的角度解决了月壤粘性之谜，为未来探月任务提供了重要的科学依据。随着我国深空探测步伐不断加快，这些考察成果将为月球基地建设和月面资源开发利用提供重要理论基础，助力我国在月球科学研究和资源利用领域实现新突破。
据报道，一年多前，在国务院新闻办公室举行的嫦娥六号任务新闻发布会上，嫦娥六号任务总设计师胡浩表示，在采样过程中，发现嫦娥六号着陆区的月壤“有点粘，看起来有点块状”。这项研究的结果终于揭开了这一不寻常现象背后的科学答案非。 （完）
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