【科学·近间隔】

光亮日报记者 崔兴毅 光亮日报通信员 宋同舟

假如有一天，人类要去月球上盖屋子，脚下的月壤能撑患上住吗？它及地球上的地基质料有甚么差别？更实际的问题是，人类带回的月壤样品极为稀疏，科学家怎样于不粉碎样品的条件下，获取它的力学性子？

近日，中国科学院地质与地球物理研究所博士研究生乔斯嘉、研究员李丽慧等采用矿物辨认及纳米压痕技能，对于极微量的嫦娥五号月壤（CE5-054）、月球陨石（NWA-4734）及地球岩石（CR-1）样品开展了邃密无损的力学测试。研究注解，差别矿物的“抗变形能力”存于显著差异，而且太空风化历程会对于矿物的力学性子孕育发生深刻影响。

月壤里的“硬汉”及“软骨头”

纳米压痕实验，可以理解为用一个极微小的针尖轻轻压入质料外貌（几百纳米级），经由过程记载“被压下去几多”及“反弹几多”，反推质料的力学性子。这类要领对于样品的损耗极小，很是合适研究像月壤如许贵重的质料。

经由过程这一实验，科研职员可以得到两个要害指标：弹性模量及硬度。前者反应质料于弹性变形阶段抵挡形变的能力，数值越年夜，质料越不易被拉伸或者压缩；后者描写质料抵挡压入或者磨损的能力，数值越年夜，质料越硬越耐磨。

试验成果显示，嫦娥五号月壤中差别矿物的弹性模量漫衍规模较广，差别矿物间的弹性模量差异显著，呈橄榄石 辉石 钛铁矿 尖晶石 斜长石的秩序序，此中斜长石的弹性模量较着偏低。比拟之下，各矿物之间的硬度差异则相对于较小，辉石略硬，钛铁矿略软，其余矿物相互相差不年夜。

统一种矿物，抗压能力竟也差别

研究团队对于比了来自地球及月球的辉石、橄榄石、斜长石等不异种类的岩石后发明，即便矿物种类不异，产地差别，抗压能力也会有所差异。

对于比成果注解，地球岩石（CR-1）于弹性模量及压入硬度上总体更精彩，既最“刚”也最“硬”；来自月球陨石（NWA-4734）的辉石及橄榄石的弹性模量最小，但斜长石的弹性模量却最高；嫦娥五号月壤（CE5-054）及月球陨石（NWA-4734）中的矿物硬度相称，于偏差规模内高度重合。

进一步阐发发明，不管矿物来自地球、月球还有是陨石，差别来历的矿物于微不雅变形历程中的相应机制可能遵照某种共性的内涵纪律，相干机理仍有待进一步深切研究。

风化作用影响矿物体现

为何统一种矿物，于差别的样品中会体现出差别的弹性模量及硬度？

假如把矿物比作一小我私家，它的抗压能力不仅取决在自身“基因”——矿物类型和晶体布局，还有受“发展履历”——风化历程中留下的微裂/孔隙、晶格错位等布局缺陷的影响。后者往往具备随机性及不均一性，是造成不异矿物力学性子差异的要害缘故原由。

研究阐发注解，月球陨石（NWA-4734）履历了高温高压的撞击事务，内部发育了年夜量微裂纹等布局缺陷，从而减弱了其总体力学机能，而此中的斜长石因为熔点更低且易发生相变，可能于撞击历程中发生局部致密化，反而体现出较高的弹性模量。

嫦娥五号月壤于形成历程中缺乏年夜型高能量撞击事务，太阳风、微陨石撞击熔融或者破碎对于颗粒的革新多局限在颗粒表层，是以总体布局连结相对于完备，力学性子优在月球陨石。

地球岩石（CR-1）险些未经地球风化作用影响，原始布局保留无缺，是以更硬、更不容易变形。

上述结果不仅为理解月球等星体外貌的风化革新历程提供了微不雅力学证据，还有为将来使用月壤举行数值模仿、开发高保真模仿月壤，甚至实现月球原位资源使用，提供了名贵的要害参数。

《光亮日报》（2026年09月10日 16版）

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