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中新网北京11月24日电 (记者 孙自发)嫦娥六号从月球背面采集的月壤样本与嫦娥五号正面采集的月壤相比，粘性较大。为什么月球土壤具有不同的物理性质？这一问题引起了学术界和社会界的高度关注。
中国科学院地质与地球物理研究所最新消息称，基于嫦娥六号月壤样本，该所齐胜文研究员团队经过一年多的深入研究，系统揭示了月球背面月壤粘度较高的物理机制，并从粒子力学角度充分解释了嫦娥六号月壤为何具有相当粘性的科学谜团。
齐胜文研究员在实验室对嫦娥六号月球地面进行实验研究。照片由研究所提供f 中国科学院地质与地球物理研究所
这篇论文是嫦娥六号月球土壤研究的重要进展，于11月24日以《嫦娥六号着陆点强粘性月球土壤的发现》为题在线发表在国际专业学术期刊《自然-天文学》上。
已证实月球背面的土壤相当粘
论文第一作者、共同通讯作者齐胜文研究员表示，研究团队通过固定漏斗实验和滚筒实验，准确测量了反映粒状物质液体的主要指标——嫦娥六号月球地面的休止角。实验结果表明，嫦娥六号月壤的休止角明显大于月球正面的样品，其流动特性更接近地球上的粘土，从而证实了月球背面的土壤比较有粘性。
研究团队进一步进行了良好的成分分析，确认月壤休止角的增大主要受摩擦力、范德华力和静电力三种粒间力的配合控制。其中，摩擦力的作用与颗粒表面粗糙度呈正相关，范德华力和静电力的作用随着颗粒尺寸的减小而显着增强。
这项研究对月球样本进行了转鼓实验。中国科学院地质与地球物理研究所供图
本研究发现，粒径对休止角的影响可以通过测量D60值（小于某一粒径的颗粒重量占总重量的60%时的粒径值）来判断。比较不同非粘土矿物颗粒的休止角变化针对D60值（如石英、辉石、钙辉石、拉长石），研究团队还发现了一个关键的“粒径阈值”：当D60值低于约100微米时，范德华力和静电力对休止角的影响开始变得突出，导致非粘性矿物颗粒表现出明显的粘性特性。
推动月球科学研究和资源利用
基于这项研究成果，研究团队对嫦娥六号返回的样本进行了1微米高空间分辨率计算机断层扫描（CT）。通过精确测定29万多个月壤颗粒的大小和形状，并与月球正面的嫦娥五号和阿波罗月壤进行对比，他们发现嫦娥六号月壤的D60值最小，为48.4微米。颗粒更细，形状更复杂，整体球形度明显降低。
齐胜文指出，葛通常颗粒越细，形状越接近球形。嫦娥六号月球地面虽然光滑，但形状却更为复杂。这种现象是很不正常的。这项研究表明，这可能与样本中富含脆性长石矿物（约占32.6%），以及月球背面在太空中经历过更强的侵蚀有关。嫦娥六号月球表面的细粒和粗粒特征增加了摩擦力、范德华力和静电力的贡献，导致更高的休止角，从而产生更高的粘度特性。
本次研究中研究的嫦娥六号月球月球样本。中国科学院地质与地球物理研究所供图
研究团队表示，这项研究首次从颗粒力学角度系统解释了月壤独特的粘聚行为，揭开了粘性之谜。嫦娥六号月壤的性质，可能为未来探月任务提供重要的科学依据。随着我国深空探测步伐不断加快，该计划成果将为月球基地建设和月表资源开发利用提供基础理论依据，助力我国月球科学研究和资源利用领域实现新突破。
报道称，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指出，在月球背面采样过程中，发现嫦娥六号着陆区的月壤“看起来有点粘稠，是一个小疙瘩”。此次发表的研究成果终于找到了这一特殊现象背后的科学答案。 （完）
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