隨著嫦娥五號(hào)的成功返回，月球樣品在國(guó)博展出，我國(guó)正在向世界揭開(kāi)月球的面紗。讓參與嫦娥項(xiàng)目的專(zhuān)家加入課堂，在每節(jié)課的前10分鐘通過(guò)Q&A的形式與專(zhuān)家視頻連線(xiàn)。讓本科生有機(jī)會(huì)與專(zhuān)家交流，了解我國(guó)最先進(jìn)的科研成果，增強(qiáng)的學(xué)生的民族自豪感和專(zhuān)業(yè)優(yōu)越感。我希望通過(guò)這種讓專(zhuān)家走進(jìn)課堂的方式，能夠讓科學(xué)走出實(shí)驗(yàn)室，讓科普走向大眾。
2021-03-03
專(zhuān)家信息：周琴 副研究員，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)副研究員
工作和研究方向：天體樣品的分析和研究、月球樣品的年代學(xué)分析
深空項(xiàng)目工作：嫦娥5號(hào)地面應(yīng)用系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師
教育經(jīng)歷：2007年畢業(yè)于吉林大學(xué)資源勘查工程獲學(xué)士學(xué)位，2013年畢業(yè)于中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，獲礦物巖石學(xué)專(zhuān)業(yè)博士學(xué)位。
孫晶老師：
上一節(jié)課我們邀請(qǐng)到了嫦娥3號(hào)和4號(hào)的重要參與者——楊亞洲博士，為我們講述了一些他所做工作的貢獻(xiàn)。這節(jié)課我們邀請(qǐng)到了嫦娥5號(hào)的參與者——周琴副研究員來(lái)參與我們的課堂思政。我們知道嫦娥5號(hào)經(jīng)過(guò)了“繞”“落”“回”的步驟，終于在2020年12月17號(hào)的凌晨取得了月球樣品。這是我國(guó)首次拿到自己取回的月球樣品，也是時(shí)隔44年人類(lèi)，人類(lèi)再次迎來(lái)的月球樣品。目前該樣品儲(chǔ)存在國(guó)家天文臺(tái)，同時(shí)在今年三月，月球的樣品——月壤，在國(guó)家博物館進(jìn)行了展出。我們今天特別榮幸邀請(qǐng)到中國(guó)國(guó)家天文臺(tái)周琴副研究員，來(lái)為我們介紹一下嫦娥5號(hào)項(xiàng)目中取回的月巖的情況。
我先來(lái)介紹一下周琴副究員，她的研究方向主要是月球樣品的年代學(xué)分析，2007年畢業(yè)于吉林大學(xué)，2013畢業(yè)于中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，獲礦物巖石學(xué)博士學(xué)位。目前她在中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)，在去年的嫦娥5號(hào)項(xiàng)目中，她是地面應(yīng)用系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師，我為她起了個(gè)名字——“給月球做化驗(yàn)的人”。
孫晶老師：好的，周老師現(xiàn)在還在實(shí)驗(yàn)室嗎？
周琴老師：我剛從實(shí)驗(yàn)室出來(lái)。
孫晶老師：
我知道您所在的國(guó)家天文臺(tái)目前正在儲(chǔ)存著我們國(guó)家的月球樣品，我想替同學(xué)們問(wèn)一下，月球樣品的儲(chǔ)存跟我們平時(shí)在地球上的樣品儲(chǔ)存有哪些區(qū)別呢？
周琴老師：
是這樣的，我們知道月球環(huán)境跟地球環(huán)境差別比較大，主要體現(xiàn)在月球上基本是無(wú)氧、高真空的環(huán)境，因此我們?cè)谠旅嫔喜苫貋?lái)的樣品主要儲(chǔ)存在地面系統(tǒng)充氮密封的手套箱里。手套箱里填充高純氮?dú)?，氣壓比正常大氣壓略微高一點(diǎn)點(diǎn)，這樣就會(huì)避免外面空氣進(jìn)入到手套箱里——也就是存儲(chǔ)樣品的環(huán)境里。主要是避免空氣中的氧、水對(duì)月球樣品產(chǎn)生氧化、水化作用，以達(dá)到保護(hù)月球樣品的目的。
現(xiàn)在我們可以通過(guò)很多渠道，比如網(wǎng)上、電視上看到我們實(shí)驗(yàn)室介紹的一些照片，可以看到手套箱的手套操作位置基本都是鼓在外面，就是因?yàn)槭痔紫淅锩媸且粋€(gè)微真壓的環(huán)境。
孫晶老師：
好的，我在PPT上也展示了月球的樣品，也就是博物館中展示的月壤，以及網(wǎng)上傳來(lái)的嫦娥5號(hào)中輝長(zhǎng)碎屑巖的照片，這個(gè)照片是您拍的是嗎？
周琴老師：
對(duì)，這個(gè)照片是在我們實(shí)驗(yàn)室拍的，當(dāng)時(shí)找的這個(gè)巖屑是十分細(xì)小的。我們當(dāng)時(shí)放了一個(gè)比例尺，左邊這個(gè)比例尺大概是1毫米，所以這個(gè)巖屑可能也就是2毫米。我們知道我們國(guó)家的采樣方式?jīng)Q定了我們采回來(lái)的樣品不可能像阿波羅那樣人工采樣方式采回的樣品——巖塊都很大。我們返回來(lái)的大巖塊樣品很少，都是這種小的巖屑，很小的巖塊樣品。這些樣品大部分粒徑都很細(xì)，所以這些樣品處理起來(lái)就會(huì)非常麻煩。
孫晶老師：
嗯，好的?，F(xiàn)在網(wǎng)上熱議的是：這個(gè)月壤能種菜嗎？土豆能種嗎？
周琴老師：
月壤和地球上面實(shí)際上有一定差異，其中最大的差異就是，地球上有太陽(yáng)、水、大氣，包括一些植物作用在其中，所以我們土壤里的有機(jī)質(zhì)成分是很高的，但月球上的土壤是不含有機(jī)質(zhì)的，所以種菜的愿望不太可能實(shí)現(xiàn)。
如果我們從科學(xué)的角度來(lái)說(shuō)的話(huà)，月球上的樣品和地球上樣品成分的最大差異就是：月球是極度還原的狀態(tài)，所以月球礦物成分比如鐵，基本上以二價(jià)鐵的形式存在，不太可能像地球上出現(xiàn)這種高價(jià)的赤鐵礦、以三價(jià)鐵的形式存在。所以月球樣品和地球樣品在化學(xué)成分上還是有一定差異的。
孫晶老師：
即使是相同的巖性，化學(xué)成分也是有較大的差異是嗎？
周琴老師：
對(duì)，比如說(shuō)我們現(xiàn)在做的玄武巖樣品，一般我們做的輝石里面是不含三價(jià)鐵的，基本上都是二價(jià)鐵，由于風(fēng)化作用，月球的巖石里面有很多納米鐵、零價(jià)鐵的存在。還有一些巖石和地球上的在化學(xué)成分上是有一些差別的，比如地球上的橄欖石以富鎂的橄欖石為主，而月球上會(huì)有一些富鐵的橄欖石出現(xiàn)，這些和我們地球上的玄武巖也是有一定差異的。
孫晶老師：
好的好的，今天這個(gè)機(jī)會(huì)特別難得，同學(xué)們?nèi)绻惺裁磫?wèn)題向周老師請(qǐng)教可以直接開(kāi)麥問(wèn)。
同學(xué)：周老師聽(tīng)得到嗎？
周琴老師：可以可以。
同學(xué)：
周老師我想問(wèn)一下，你們研究月巖到底有什么作用，出成果之后對(duì)我們地質(zhì)學(xué)的發(fā)展有什么意義嗎？
周琴老師：
哈哈，這實(shí)際上是一個(gè)很重要的問(wèn)題，也是我們國(guó)家為什么會(huì)去做月球深空研究的一個(gè)科學(xué)目標(biāo)的導(dǎo)向——我們?yōu)槭裁匆パ芯吭虑?。我們知道地球現(xiàn)在是一個(gè)非常活躍的行星，它表面的板塊構(gòu)造、風(fēng)化作用非常強(qiáng)烈，導(dǎo)致在地球形成早期，也就是地球剛剛誕生初期的一些非常重要的、活躍的地質(zhì)演化歷史記錄都會(huì)出現(xiàn)一個(gè)缺失。
我們知道月球相對(duì)地球是一個(gè)已經(jīng)停止了巖漿活動(dòng)的行星——一個(gè)已經(jīng)將死的星體。但是月球形成的早期，在月面上得到了很好的保留，也就是我們地球上所缺失的這塊記錄。因此，我們對(duì)月球開(kāi)展這些研究的最根本目的實(shí)際上也是想研究“我們地球形成的早期是一個(gè)什么樣的環(huán)境，經(jīng)歷了什么樣的巖漿作用”。這些都是我們希望通過(guò)月球研究解答的科學(xué)問(wèn)題。
孫晶老師：
謝謝周老師，由于時(shí)間的關(guān)系，周老師一會(huì)還要回到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行科學(xué)研究。我想替同學(xué)們問(wèn)最后一個(gè)問(wèn)題：如果我們?nèi)蘸笠蚕霃氖略虑?、甚至是火星的研究，我們現(xiàn)在需要做哪些準(zhǔn)備呢？大家現(xiàn)在是大一的學(xué)生。
周琴老師：
哈哈，大家都很年輕，我有一個(gè)特別深切的體會(huì)：在我剛開(kāi)始做行星樣品的時(shí)候，我覺(jué)得國(guó)內(nèi)做行星科學(xué)的人相對(duì)來(lái)說(shuō)比較少。但是近兩年，尤其是隨著我們國(guó)家深空探測(cè)——不管是月球還是后續(xù)的火星、小行星這些深空探測(cè)計(jì)劃的推進(jìn)，甚至我們未來(lái)會(huì)有更多的地外樣品的返回。我最明顯的感覺(jué)是最近做行星的人越來(lái)越多。
所以我覺(jué)得，結(jié)合我們國(guó)家現(xiàn)在的發(fā)展的需求以及我們自己的成長(zhǎng)需求，這是一個(gè)非常難得的機(jī)會(huì)。我們能夠利用這些國(guó)家返回來(lái)的月球樣品了解很多以前沒(méi)有辦法了解的問(wèn)題，或是開(kāi)展以前局限于樣品而無(wú)法開(kāi)展的分析測(cè)試，我覺(jué)得這真的是一個(gè)很難得的機(jī)會(huì)。
大家是大一的學(xué)生，我建議大家還是把基礎(chǔ)學(xué)科好好學(xué)一學(xué)，因?yàn)槲椰F(xiàn)在每天要做的事情就是和巖相學(xué)、礦物學(xué)打很多的交道，所以我覺(jué)得大家要好好地把孫老師的礦物學(xué)課程學(xué)好，這對(duì)于以后想做一些行星地外樣品的同學(xué)來(lái)說(shuō)是一個(gè)非常重要的基礎(chǔ)課程。
孫晶老師：
好的，感謝周老師今天的分享。
周琴老師：好好好，大家再見(jiàn)！
