月球上有哪些地球上没有的矿物质?
月球表面有三种主要的岩石类型。
上世纪六七十年代,美国的阿波罗飞船和苏联的自动采样月球探测器分别从月球上取回了月球岩石和月壤样本。科学家们对从月球上带回的样品做了非常详细和系统的研究。他们发现,构成月球岩石的大多数矿物质与地球上的没有什么不同。地球上目前还没有发现的只有五种矿物,这五种矿物在月球岩石中也比较少见。根据对月球岩石和月球土壤样本的研究,科学家认为月球表面主要有三种类型的岩石:
第一种是月海玄武岩,富含铁和钛,填充了广阔的月海洼地。它是由39亿年前至36,543.8亿年前月球中富铁贫斜长石的岩石物质部分熔融形成的,并不是月壳原始分化的产物。
第二种月光石是正长岩,也叫非月光石玄武岩,由富含斜长石的岩石部分熔融而成。由于这种岩石中钾、稀土元素和磷的含量很高,所以这种岩石也被称为克里普克。
第三种月岩叫富铝斜长石,主要由斜长石和辉石组成,是40多亿年前月球岩浆分离的产物。月球陆地(月球高地)表面主要由富铝斜长石组成。
月球上的稀有金属比地球上的多。
根据目前的探测结果,月球上的矿产资源极其丰富。据报道,月球上的稀有金属比地球上的多。地球上最常见的17元素在月球上无处不在。以铁为例。仅月球表面5厘米厚的沙子就含有数亿吨铁,而整个月球表面平均10米厚的沙子。月球表面的铁不仅极其丰富,而且便于开采和冶炼。据悉,月球上的铁主要是氧化铁,只要把氧和铁分开;此外,科学家已经开发出用月球土壤和岩石制造水泥和玻璃的方法。在月球表面,铝的含量也很丰富。
月球表面有22个主要的月海。除东海、莫斯科海和智海位于月球背面(面向地球的一面)外,其他19个月海均分布在月球正面(面向地球的一面)。这些月海中有大量的月海玄武岩。22个月海充填的玄武岩体积约为1,010立方千米,月海玄武岩富含钛、铁等资源。这些丰富的钛铁矿是未来可供开发利用的最重要的矿产资源之一。
氪石是月球高地的三种岩石类型之一,因富含钾、稀土元素和磷而得名。氪星石在月球上分布广泛。富含钍、铀元素的风暴洋区氪星被月海晚期玄武岩覆盖,氪星混合形成高炉和铀物质,厚度估计为10 km ~20 km。风暴洋区克里普克岩石中稀土元素总资源量约为225亿吨~ 450亿吨。克里普克岩石中丰富的钍和铀也是未来人类开发利用月球资源的重要矿产资源之一。
月球岩石,上面是月球玄武岩,下面是氪石。
月球矿物中的氦-3可以作为核能的原料。
自然界中氦有两种同位素:氦4和氦3。氦4的原子核中有两个质子和两个中子,而氦3的原子核中只有两个质子和1个中子。地球上氦3非常稀少。氦在整个地球大气中只占0.0005%;氦3只占这些氦的0.005438+04%,剩下的99.886%是氦4。就算把地球大气中的氦3全部分离出来,也只有4000吨。
在月球上,情况完全不同。整个月球表面覆盖着一层成分复杂、结构松散的月壤,月壤由岩石碎屑、粉末、角砾岩和冲击熔融玻璃组成。由于月球上没有全球性的“偶极磁场”保护,含有氦、氖、氩、氪等稀有气体离子的太阳风可以直驱月球,连续不断地直击月球表面,使月球土壤富含氦3。据悉,月球土壤中氦-3的含量估计为71.5万吨。从月球土壤中每提取一吨氦-3,可获得6300吨氢、70吨氮和1600吨碳。
科学家普遍认为,利用氘和氦-3的氦聚变可以作为核电站的能源。这种聚变不产生中子,安全无污染,易于控制。它不仅可以用于地面核电站,还可以用于太空导航。从目前的分析来看,由于月球上氦-3储量较大,对于未来能源相对短缺的地球来说,无疑是雪中送炭。许多航天大国都把获得氦-3作为开发月球的重要目标之一。
此外,月球上还有丰富的铬、镍、钠、镁、硅、铜等金属矿产资源。它将有助于人类社会的可持续发展。月球作为离地球最近的天体,是解决地球能源危机的首要之地。如今航天事业蓬勃发展,估计在不久的将来,人类开采月球矿产资源的梦想就会实现。
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