中國(guó)科學(xué)家首次在月球上發(fā)現(xiàn)的新礦物，被命名為“嫦娥石”，英文名稱Changesite-(Y)，由change（嫦娥的漢語(yǔ)拼音）+s+ ite（英文后綴，表示礦物）+Y（特殊成分后綴）。

嫦娥石如何發(fā)現(xiàn)的

“嫦娥石”嫦娥石發(fā)現(xiàn)于嫦娥五號(hào)月壤的玄武巖碎屑中，是新的磷酸鹽礦物，屬于隕磷鈉鎂鈣石（Merrillite）族。顆粒約2~30微米，呈微小柱狀，伴生礦物有鐵橄欖石、單斜輝石、鈦鐵礦、鈣長(zhǎng)石、斜鋯石、方石英、隕硫鐵和玻璃等。

月球很早就失掉了大氣和水，因?yàn)轶w積小，月球內(nèi)部能量很快散失，火山不再噴發(fā)，化學(xué)反應(yīng)終止，所以月球上的礦物種類相比于地球少得多。

正因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)的過(guò)程被打斷，月球表面許多物質(zhì)保持著幾十億年前的狀態(tài)。比如說(shuō)我們可以在月巖里發(fā)現(xiàn)許多單質(zhì)鐵，但在地球.上很難找到，因?yàn)殍F基本都被氧化成了鐵礦。同樣，月球巖石中發(fā)現(xiàn)的輝鐵礦在地球.上也是亞穩(wěn)態(tài)的，它會(huì)在漫長(zhǎng)的地質(zhì)條件下慢慢分解。

月球表面絕大多數(shù)都是輝石、斜長(zhǎng)石、橄欖石等硅酸鹽礦物以及各種氧化物。而此次發(fā)現(xiàn)的嫦娥石是中核集團(tuán)核工業(yè)北京地質(zhì)研究院創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，通過(guò)X射線衍射等一系列高新技術(shù)手段，在十四萬(wàn)個(gè)月球樣品顆粒中，分離出一顆方圓約10微米大小的單晶顆粒，并成功解譯其晶體結(jié)構(gòu)。經(jīng)國(guó)際礦物學(xué)會(huì)（IMA）新礦物分類及命名委員會(huì)（CNMNC）投票通過(guò)，確證為一種新礦物。

美國(guó)帶回這么多月球樣本，中國(guó)為什么還可以發(fā)現(xiàn)新礦物

我們都知道，阿波羅任務(wù)的登月宇航員們采集了很多月壤與月球巖石的樣本帶回地球，一共有382kg，分布廣，范圍大，因?yàn)檫@些月壤和月巖月壤是由月球巖石在遭受隕石撞擊、太陽(yáng)風(fēng)轟擊和宇宙射線輻射等空間風(fēng)化作用后形成，其中有大量的月球巖石碎塊、礦物及隕石等物質(zhì)?？茖W(xué)家通過(guò)研究這些月壤物質(zhì)，既可以了解月球的資源情況，為以后開發(fā)月球做好數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，也可以更充分了解月球的地質(zhì)演化歷史，也可以為了解太陽(yáng)活動(dòng)等提供必要的信息。

除了送給其他國(guó)家的一些樣本，剩下的大多被保管于休斯頓的約翰遜太空中心。

它們既不能隨意觸摸，也不能隨便接觸地球上的空氣。為什么？因?yàn)榭諝庵械难鯕?、水分以及人身上的物質(zhì)都可能會(huì)導(dǎo)致月壤成分變化，影響分析的準(zhǔn)確性。想要進(jìn)入樣品間，首先要穿好全套防護(hù)服，還要進(jìn)行“空氣淋浴”以防帶入灰塵污染。

可以說(shuō)，全球科學(xué)界對(duì)于月球表面的許多數(shù)據(jù)，都是基于美國(guó)帶回來(lái)的這些月壤，因?yàn)槊绹?guó)帶回來(lái)的月球樣本還是頗具規(guī)模的，按道理來(lái)說(shuō)，中國(guó)發(fā)現(xiàn)新物質(zhì)的可能性不太高.

除此之外，中國(guó)帶回的樣本與美國(guó)的數(shù)據(jù)差異還是非常明顯的。

中國(guó)月壤樣本

美國(guó)月壤樣本

下圖是通過(guò) XRD machine learning分析的中美月壤，圖中上部為嫦娥五號(hào)的月壤，下部為阿波羅（Apollo）的月壤.

可以從峰圖上看到二者就差異極大。事實(shí)上，在組分上，差異也十分明顯。

作者在論文里都用“Surprisingly”來(lái)形容了，可見(jiàn)二者的差異有多明顯（ distinct），用一個(gè)說(shuō)法，就是中美月壤成分相似度不足25%。

這是怎么回事？

這是因?yàn)榕c美國(guó)和蘇聯(lián)取回的月壤相比，中國(guó)取回的月壤比較新，有10-20億年的歷史，美國(guó)的降落地點(diǎn)都是在中低緯度的月海，形成年齡集中在42-32億年前(也有部分可能形成于不到10億年前的哥白尼紀(jì)）。而在這個(gè)范圍之外的月球歷史事件所對(duì)應(yīng)的時(shí)間，全部是以此為錨點(diǎn)，參考其他觀測(cè)結(jié)果（主要是撞擊坑統(tǒng)計(jì)）外推來(lái)的。

也因?yàn)樵聨r標(biāo)本的來(lái)源僅存在于有限的區(qū)域內(nèi)，這些巖石能提供的信息非常有限。想要獲取更多的信息，唯一方法就是重返月球，去采集更多來(lái)自不同地質(zhì)背景、形成于不同歷史時(shí)期的月球樣品。

而嫦娥五號(hào)登陸的呂姆克火山高原于月海“風(fēng)暴洋”旁邊，中心坐標(biāo)為301.9 E，40. 7 N，面積近 4000 平方千米，是一個(gè)火山穹丘復(fù)合體，周圍環(huán)繞著20多個(gè)圓形的熔巖穹丘。海拔約1100米，高于廣闊、平滑的月海，也就是“風(fēng)暴洋”。

該區(qū)域內(nèi)分布有大量與火山活動(dòng)有關(guān)的 地貌，如火山穹隆、熔巖流、月溪等，科學(xué)家認(rèn)為，它的一些區(qū)域是由大約10億年前的巖石構(gòu)成的，科學(xué)家研究稱，月球呂姆克山可能在13億年前就爆發(fā)過(guò)，那里有“月球上最年輕的月海玄武巖”。這種來(lái)自月球的“年輕”巖石從未被取樣或研究過(guò)，為什么這塊區(qū)域的巖石會(huì)這么年輕，和其他區(qū)域相差了近20億年，這是科學(xué)家一直想要解開的謎題，科學(xué)家認(rèn)為，這個(gè)地區(qū)的火山沉積物可能是理解月球起源和進(jìn)化的關(guān)鍵。

這也是為什么嫦娥五號(hào)會(huì)登陸此地的原因，這也是為什么此地的月壤會(huì)和美國(guó)帶回來(lái)的樣本差異如此巨大的原因，而這也恰恰證明了中國(guó)月球樣本的稀缺性與獨(dú)特性。

美國(guó)想要中國(guó)樣本，卻沒(méi)有辦法

這也是為什么美國(guó)一直想要中國(guó)月球樣本的原因，不過(guò)遺憾的是，美國(guó)人用他們自己制定的“沃爾夫法案”把索取月球樣本這條路給堵死了，因?yàn)榉ò覆辉试S雙方在太空探索領(lǐng)域有任何實(shí)質(zhì)交流，否則就是犯法。

這也就意味著美國(guó)無(wú)法獲取到月球研究的最新數(shù)據(jù)，而中國(guó)依靠對(duì)嫦娥五號(hào)的研究獲得了月壤顆粒的典型形貌特征，為研究月壤形成提供了科學(xué)依據(jù)，也為我國(guó)月球資源評(píng)價(jià)和開發(fā)提供了基礎(chǔ)科學(xué)數(shù)據(jù)。

后續(xù)還會(huì)有更多研究成果出爐，也讓我們拭目以待！