隨著嫦娥五號的成功返回，月球樣品在國博展出，我國正在向世界揭開月球的面紗。讓參與嫦娥項目的專家加入課堂，在每節(jié)課的前10分鐘通過Q&A的形式與專家視頻連線。讓本科生有機會與專家交流，了解我國最先進的科研成果，增強的學生的民族自豪感和專業(yè)優(yōu)越感。我希望通過這種讓專家走進課堂的方式，能夠讓科學走出實驗室，讓科普走向大眾。
2021-03-03
專家信息：周琴 副研究員，中國科學院國家天文臺副研究員
工作和研究方向：天體樣品的分析和研究、月球樣品的年代學分析
深空項目工作：嫦娥5號地面應用系統(tǒng)主任設計師
教育經(jīng)歷：2007年畢業(yè)于吉林大學資源勘查工程獲學士學位，2013年畢業(yè)于中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所，獲礦物巖石學專業(yè)博士學位。
孫晶老師：
上一節(jié)課我們邀請到了嫦娥3號和4號的重要參與者——楊亞洲博士，為我們講述了一些他所做工作的貢獻。這節(jié)課我們邀請到了嫦娥5號的參與者——周琴副研究員來參與我們的課堂思政。我們知道嫦娥5號經(jīng)過了“繞”“落”“回”的步驟，終于在2020年12月17號的凌晨取得了月球樣品。這是我國首次拿到自己取回的月球樣品，也是時隔44年人類，人類再次迎來的月球樣品。目前該樣品儲存在國家天文臺，同時在今年三月，月球的樣品——月壤，在國家博物館進行了展出。我們今天特別榮幸邀請到中國國家天文臺周琴副研究員，來為我們介紹一下嫦娥5號項目中取回的月巖的情況。
我先來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分析，2007年畢業(yè)于吉林大學，2013畢業(yè)于中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所，獲礦物巖石學博士學位。目前她在中國科學院國家天文臺，在去年的嫦娥5號項目中，她是地面應用系統(tǒng)主任設計師，我為她起了個名字——“給月球做化驗的人”。
孫晶老師：好的，周老師現(xiàn)在還在實驗室嗎？
周琴老師：我剛從實驗室出來。
孫晶老師：
我知道您所在的國家天文臺目前正在儲存著我們國家的月球樣品，我想替同學們問一下，月球樣品的儲存跟我們平時在地球上的樣品儲存有哪些區(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)在月球上基本是無氧、高真空的環(huán)境，因此我們在月面上采回來的樣品主要儲存在地面系統(tǒng)充氮密封的手套箱里。手套箱里填充高純氮氣，氣壓比正常大氣壓略微高一點點，這樣就會避免外面空氣進入到手套箱里——也就是存儲樣品的環(huán)境里。主要是避免空氣中的氧、水對月球樣品產(chǎn)生氧化、水化作用，以達到保護月球樣品的目的。
現(xiàn)在我們可以通過很多渠道，比如網(wǎng)上、電視上看到我們實驗室介紹的一些照片，可以看到手套箱的手套操作位置基本都是鼓在外面，就是因為手套箱里面是一個微真壓的環(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)上傳來的嫦娥5號中輝長碎屑巖的照片，這個照片是您拍的是嗎？
周琴老師：
對，這個照片是在我們實驗室拍的，當時找的這個巖屑是十分細小的。我們當時放了一個比例尺，左邊這個比例尺大概是1毫米，所以這個巖屑可能也就是2毫米。我們知道我們國家的采樣方式?jīng)Q定了我們采回來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，所以這些樣品處理起來就會非常麻煩。
孫晶老師：
嗯，好的?，F(xiàn)在網(wǎng)上熱議的是：這個月壤能種菜嗎？土豆能種嗎？
周琴老師：
月壤和地球上面實際上有一定差異，其中最大的差異就是，地球上有太陽、水、大氣，包括一些植物作用在其中，所以我們土壤里的有機質(zhì)成分是很高的，但月球上的土壤是不含有機質(zhì)的，所以種菜的愿望不太可能實現(xiàn)。
如果我們從科學的角度來說的話，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，基本上以二價鐵的形式存在，不太可能像地球上出現(xiàn)這種高價的赤鐵礦、以三價鐵的形式存在。所以月球樣品和地球樣品在化學成分上還是有一定差異的。
孫晶老師：
即使是相同的巖性，化學成分也是有較大的差異是嗎？
周琴老師：
對，比如說我們現(xiàn)在做的玄武巖樣品，一般我們做的輝石里面是不含三價鐵的，基本上都是二價鐵，由于風化作用，月球的巖石里面有很多納米鐵、零價鐵的存在。還有一些巖石和地球上的在化學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，今天這個機會特別難得，同學們?nèi)绻惺裁磫栴}向周老師請教可以直接開麥問。
同學：周老師聽得到嗎？
周琴老師：可以可以。
同學：
周老師我想問一下，你們研究月巖到底有什么作用，出成果之后對我們地質(zhì)學的發(fā)展有什么意義嗎？
周琴老師：
哈哈，這實際上是一個很重要的問題，也是我們國家為什么會去做月球深空研究的一個科學目標的導向——我們?yōu)槭裁匆パ芯吭虑颉Ｎ覀冎赖厍颥F(xiàn)在是一個非?；钴S的行星，它表面的板塊構(gòu)造、風化作用非常強烈，導致在地球形成早期，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)演化歷史記錄都會出現(xiàn)一個缺失。
我們知道月球相對地球是一個已經(jīng)停止了巖漿活動的行星——一個已經(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，我們對月球開展這些研究的最根本目的實際上也是想研究“我們地球形成的早期是一個什么樣的環(huán)境，經(jīng)歷了什么樣的巖漿作用”。這些都是我們希望通過月球研究解答的科學問題。
孫晶老師：
謝謝周老師，由于時間的關(guān)系，周老師一會還要回到實驗室進行科學研究。我想替同學們問最后一個問題：如果我們?nèi)蘸笠蚕霃氖略虑颉⑸踔潦腔鹦堑难芯浚覀儸F(xiàn)在需要做哪些準備呢？大家現(xiàn)在是大一的學生。
周琴老師：
哈哈，大家都很年輕，我有一個特別深切的體會：在我剛開始做行星樣品的時候，我覺得國內(nèi)做行星科學的人相對來說比較少。但是近兩年，尤其是隨著我們國家深空探測——不管是月球還是后續(xù)的火星、小行星這些深空探測計劃的推進，甚至我們未來會有更多的地外樣品的返回。我最明顯的感覺是最近做行星的人越來越多。
所以我覺得，結(jié)合我們國家現(xiàn)在的發(fā)展的需求以及我們自己的成長需求，這是一個非常難得的機會。我們能夠利用這些國家返回來的月球樣品了解很多以前沒有辦法了解的問題，或是開展以前局限于樣品而無法開展的分析測試，我覺得這真的是一個很難得的機會。
大家是大一的學生，我建議大家還是把基礎學科好好學一學，因為我現(xiàn)在每天要做的事情就是和巖相學、礦物學打很多的交道，所以我覺得大家要好好地把孫老師的礦物學課程學好，這對于以后想做一些行星地外樣品的同學來說是一個非常重要的基礎課程。
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！
