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美媒:嫦娥五号月壤样本中的「神奇物质」暗示着月球起源!

2024-08-07科学

目前,美国媒体记者发布最新报道称,月壤中发现石墨烯是一种 「神奇物质」,该发现意义重大,将改变人们对月球化学成分、地理事件和历史演变的理解。

这篇新闻报道的撰写记者是维多利亚 ·科尔斯,在从事特约撰稿人工作之前,她是一位化学家,曾在加拿大多伦多大学获得有机合成博士学位,她在科研领域具有独特的见解和观点。

众所周知, 石墨烯是一种 形式,或被称为 「同素异形体」,由排列成蜂窝状结构的单层原子组成,它于 2004 年由安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫首次发现。

当然,这项最新研究结论 是基于 我国科研团队的论文结果, 6 17 日,吉林大学张炜等研究员在【国家科学评论】发表论文——「月球上发现天然少层石墨烯」,该论文指出,石墨烯以其独特的物理结构和特性,彻底改变了凝聚态物理学和材料科学研究。据悉,【国家科学评论】是我国第一份英文版综述性学术期刊,具有较高的国际学术权威性。

石墨烯的存在能否揭晓月球是如何形成的?

关于月球起源论,仍在科学界存在较大争议,多年以来,科学家提出了多种理论,其中一种主流理论是 「大撞击假说」。该假说认为,大约 45 亿年前,地球与一颗火星大小的行星发生碰撞,在地球轨道上产生大量碰撞碎屑,最终在引力作用下形成了月球。事实上,在太阳系早期,地球正处于形成阶段,类似这样的巨大撞击事件在太阳系内部十分普遍。

虽然月球和地球的成分相近,但与地球相比,月球的挥发性元素 ( 易蒸发元素 ) 相对匮乏,包括碳。

因此,科学家推测称,如此大规模碰撞产生的强大热量会导致挥发性元素蒸发并逃逸,留下一个碳含量极低的物质 结构 。同时,此前阿波罗月壤样本还显示地球和月球的同位素组成十分相似,同位素是同一元素的原子,但原子核中的中子数不同。

依据嫦娥五号月壤最新分析数据,以及近期探测的月球碳离子通量观测结果,科学家猜测月球表面可能存在天然或者本土碳,揭晓月球本土碳的晶体结构十分重要,因为碳是理解月球形成和演变的基本元素,其形成和结构由其形成过程决定。

吉林大学研究人员指出,由于石墨烯通常是由人工技术制造的,它具有由特定形成过程决定的独特形态和特性,因为天然石墨烯的成分和结构表征将为母体星球的地质演变提供丰富信息。

工作人员使用扫描电子显微镜和拉曼光谱等 技术 ,在月壤样本富含碳的区域中发现嵌入的石墨烯薄片,厚度从两层至七层不等,此外,层状石墨烯形成了一个壳结构,包裹着一个复合化合物核心。这表明该物质合成过程是自下而上,而不是通过剥离过程产生,即通过破坏层与层之间的键来分离层结构,该过程通常需要高温反应。

工作人员除了在嫦娥五号月壤样本中发现石墨烯之外,还发现一种含铁化合物。这十分有趣,因为月球上的含铁矿物,例如:橄榄石和辉石,可能在催化碳转化为石墨烯的过程中发挥重要作用。

陨星撞击、火山活动或者太阳风,可能为这种转变提供了必要能量,从而创造碳转化为石墨烯所需的高压、高温环境。

嫦娥五号、嫦娥六号任务仅是中国探月工程的一个开端,嫦娥六号月壤样本或将获得更多的发现,让我们拭目以待吧!