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美媒:嫦娥五號月壤樣本中的「神奇物質」暗示著月球起源!

2024-08-07科學

目前,美國媒體記者釋出最新報道稱,月壤中發現石墨烯是一種 「神奇物質」,該發現意義重大,將改變人們對月球化學成分、地理事件和歷史演變的理解。

這篇新聞報道的撰寫記者是維多利亞 ·科爾斯,在從事特約撰稿人工作之前,她是一位化學家,曾在加拿大多倫多大學獲得有機合成博士學位,她在科研領域具有獨特的見解和觀點。

眾所周知, 石墨烯是一種 形式,或被稱為 「同素異形體」,由排列成蜂窩狀結構的單層原子組成,它於 2004 年由安德烈·海姆和康史坦丁·諾沃肖洛夫首次發現。

當然,這項最新研究結論 是基於 中國科研團隊的論文結果, 6 17 日,吉林大學張煒等研究員在【國家科學評論】發表論文——「月球上發現天然少層石墨烯」,該論文指出,石墨烯以其獨特的物理結構和特性,徹底改變了凝聚態物理學和材料科學研究。據悉,【國家科學評論】是中國第一份英文版綜述性學術期刊,具有較高的國際學術權威性。

石墨烯的存在能否揭曉月球是如何形成的?

關於月球起源論,仍在科學界存在較大爭議,多年以來,科學家提出了多種理論,其中一種主流理論是 「大撞擊假說」。該假說認為,大約 45 億年前,地球與一顆火星大小的行星發生碰撞,在地球軌域上產生大量碰撞碎屑,最終在重力作用下形成了月球。事實上,在太陽系早期,地球正處於形成階段,類似這樣的巨大撞擊事件在太陽系內部十分普遍。

雖然月球和地球的成分相近,但與地球相比,月球的揮發性元素 ( 易蒸發元素 ) 相對匱乏,包括碳。

因此,科學家推測稱,如此大規模碰撞產生的強大熱量會導致揮發性元素蒸發並逃逸,留下一個碳含量極低的物質 結構 。同時,此前阿波羅月壤樣本還顯示地球和月球的同位素組成十分相似,同位素是同一元素的原子,但原子核中的中子數不同。

依據嫦娥五號月壤最新分析數據,以及近期探測的月球碳離子通量觀測結果,科學家猜測月球表面可能存在天然或者本土碳,揭曉月球本土碳的晶體結構十分重要,因為碳是理解月球形成和演變的基本元素,其形成和結構由其形成過程決定。

吉林大學研究人員指出,由於石墨烯通常是由人工技術制造的,它具有由特定形成過程決定的獨特形態和特性,因為天然石墨烯的成分和結構表征將為母體星球的地質演變提供豐富資訊。

工作人員使用掃描電子顯微鏡和拉曼光譜等 技術 ,在月壤樣本富含碳的區域中發現嵌入的石墨烯薄片,厚度從兩層至七層不等,此外,層狀石墨烯形成了一個殼結構,包裹著一個復合化合物核心。這表明該物質合成過程是自下而上,而不是透過剝離過程產生,即透過破壞層與層之間的鍵來分離層結構,該過程通常需要高溫反應。

工作人員除了在嫦娥五號月壤樣本中發現石墨烯之外,還發現一種含鐵化合物。這十分有趣,因為月球上的含鐵礦物,例如:橄欖石和輝石,可能在催化碳轉化為石墨烯的過程中發揮重要作用。

隕星撞擊、火山活動或者太陽風,可能為這種轉變提供了必要能量,從而創造碳轉化為石墨烯所需的高壓、高溫環境。

嫦娥五號、嫦娥六號任務僅是中國探月工程的一個開端,嫦娥六號月壤樣本或將獲得更多的發現,讓我們拭目以待吧!