11月25日消息，國科基于嫦娥六號月壤樣品，首次什黏中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所祁生文研究員團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)揭示了月球背面月壤表現(xiàn)出的破解較高黏性特征的物理機(jī)制，從顆粒力學(xué)層面完整闡釋了嫦娥六號月壤“為什么這么黏”的終于知道科學(xué)謎題。

相關(guān)研究成果今天在國際學(xué)術(shù)期刊《自然·天文》發(fā)表。嫦娥

這一研究源于2024年6月嫦娥六號任務(wù)的號月意外發(fā)現(xiàn)——任務(wù)總設(shè)計(jì)師胡浩在國新辦新聞發(fā)布會上提及，月球背面著陸區(qū)采樣時(shí)，國科月壤表現(xiàn)出“稍微黏稠一點(diǎn)、首次什黏還有點(diǎn)結(jié)塊”的破解特征，與月球正面嫦娥五號帶回的終于知道月壤物理特性存在明顯差異。

這一現(xiàn)象迅速引發(fā)科研團(tuán)隊(duì)關(guān)注，嫦娥經(jīng)過一年多系統(tǒng)研究，號月終于厘清背后機(jī)制。國科

研究團(tuán)隊(duì)通過固定漏斗實(shí)驗(yàn)、首次什黏滾筒實(shí)驗(yàn)等一系列測試，破解精確測定了嫦娥六號月壤的休止角（衡量顆粒材料流動性的核心指標(biāo)）。

結(jié)果顯示，其休止角顯著大于嫦娥五號及阿波羅任務(wù)帶回的月壤樣品，流動特性更接近地球上的黏性土體，直接證實(shí)了“月壤更黏稠”的直觀感受。

在成分分析環(huán)節(jié)，科研人員發(fā)現(xiàn)月壤中僅含極少量磁性礦物，且完全不含黏土礦物，由此排除了磁力吸附和膠結(jié)作用對黏性的影響。

進(jìn)一步研究表明，月壤的高黏性由摩擦力、范德華力、靜電力三種粒間力協(xié)同控制：摩擦力與顆粒表面粗糙度正相關(guān)，范德華力和靜電力則隨顆粒尺寸減小而顯著增強(qiáng)，且當(dāng)顆粒D60值（小于該粒徑的顆粒重量占總重量60%時(shí)的粒徑）低于100微米時(shí)，后兩種力的作用會大幅凸顯，讓非黏性礦物顆粒呈現(xiàn)出黏性特征。

為驗(yàn)證這一結(jié)論，團(tuán)隊(duì)對嫦娥六號月壤樣品進(jìn)行了1微米高空間分辨CT掃描，對超過29萬個(gè)顆粒的尺寸與形態(tài)進(jìn)行精準(zhǔn)分析。

對比發(fā)現(xiàn)，嫦娥六號月壤的D60值僅為48.4微米，是三類月壤中最小的，且顆粒形態(tài)更復(fù)雜、球度顯著偏低——這一“細(xì)而不圓”的反常特征，與月壤中富含易破碎的長石礦物（占比32.6%）以及月球背面經(jīng)歷更強(qiáng)的太空風(fēng)化作用密切相關(guān)。

細(xì)顆粒與復(fù)雜粗糙的表面形態(tài)，進(jìn)一步放大了三種粒間力的協(xié)同效應(yīng)，最終導(dǎo)致月壤表現(xiàn)出高黏性。

該研究首次從顆粒力學(xué)角度系統(tǒng)闡釋月壤的黏聚行為，不僅解答了嫦娥六號月壤的特性謎題，更為未來月球探測任務(wù)設(shè)計(jì)、月球基地建設(shè)、月面資源開發(fā)利用等提供了重要科學(xué)依據(jù)，助力我國在月球科學(xué)研究領(lǐng)域持續(xù)突破。