2030年前實現中國人登陸月球的目標日漸迫近。為保障可持續深空探測和國際月球科研站長期自主建設、運行與維護，月球資源的原位利用必不可少。但中國科學院院士歐陽自遠帶領的科研團隊近日提出，關于月球資源的勘查任務，仍面臨四大關鍵科學問題。相關論文近日發表于《中國礦業》雜志。
四大科學問題包括關鍵礦產資源的厘定原則、月球成礦物質富集及演化規律、月面資源工藝礦物學、月面資源勘查規范等。科學家們期待，這些問題的解決，有望為月球資源的高效勘查和利用提供重要支撐，推動我國月球探測工程進一步發展。
豐富礦產有待詳細勘查
作為地球唯一的天然衛星，月球蘊藏著豐富的礦產資源。目前，除了少量的就位探測數據和珍貴的樣品，科學家主要基于遙感探測的數據“反演”，獲得月球表面不同元素和礦物的含量。
論文指出：“雖然這些遙感探測數據反演得到的全球元素分布圖精度不如原位探測和取樣分析得到的精度高，但已經足夠用于初步圈定成礦潛力較大或蘊藏較豐富礦產的區域，
科研團隊根據不同資源的賦存狀態，結合目前最高精度的月球地質填圖成果，初步確定了月球資源的類型和分布：可以用作火箭推進劑的氫以及可以作為清潔能源的氦-3，主要分布在兩極永久陰影區；有望用作基地建設的鐵和鈦分布在月球正面高鐵玄武巖區；鉀和核能燃料鈾、釷主要分布在月球正面風暴洋克里普地體內部；用于太陽能電池板和半導體元件的硅，則分布在高地斜長巖分布區。
與此同時，他們還估算了這些物質的平均含量。例如，每1克月壤中平均含有4微克氦-3，而鐵在礦石中的相對豐度為15wt.%，等等。
科研團隊認為，這種勘查程度僅相當于地球上礦產勘查的預查階段，如果要實現資源利用，仍然有較多的勘查工作需要補充完善。“在較詳細的勘查工作基礎上，可以圈定月球最優質的礦產資源富集區，計算資源儲量，評估經濟價值，為資源利用提供物質和數據基礎。”論文寫道。
4大關鍵科學問題亟待解決
論文明確指出，在月球資源勘查中，面臨著四個關鍵科學與技術問題，包括關鍵礦產資源的厘定原則、月球成礦物質形成及演化規律、月面資源工藝礦物學以及月面資源勘查規范。
厘定關鍵礦產資源是月球資源勘查的首要任務。對此，論文提出了四項厘定原則：需求、技術成熟度、經濟可行性和環境安全性。
基于上述原則，科研團隊提出，月球表面含鈦量高的月壤以及水和氧氣等生保物質可以被視為關鍵礦產資源；利用月壤建造庇護所外層的難度相對較低，可以優先考慮；綜合性資源的開采可以同時獲取多種資源，也是優先級較高的勘查和開發對象。此外，資源開采過程中，也要盡量避免揚塵、采礦活動可能誘發的區域斷裂活動、生活垃圾以及廢液、廢氣、廢渣的處理問題。
月球礦產資源的分布、成礦和富集機理是指導找礦的理論基礎。然而，科研團隊發現，目前關于月球成礦規律的研究相對稀缺，大多數成果僅集中于巖石成因的附帶研究。對此，論文指出：“深入理解月球礦產資源的形成和演化規律，對于未來的資源勘查和開發至關重要。”
同時，工藝礦物學參數是決定礦石開采、精選和冶煉流程的關鍵因素，對于確定合適的開采、精選和冶煉方法以及制定相關方案至關重要。這一領域的研究仍然處于初步階段，缺乏系統性數據。
科研團隊看到，現有的一些參數計算方式可能更多地服務于科學研究和工程實施，并不一定適用于資源開發利用。例如，為了開采月壤中的鈦，科學家首先要準確了解其實際含量，而目前科學上采用的兩種計算方法都不夠準確，需要進行進一步調整和換算。
此外，制定標準化的勘查流程和評價指標，是實現月球資源勘查規范化和科學化的關鍵。論文建議，可以借鑒地球上的資源勘查經驗，結合月球的獨特環境，建立一套完整的月球資源勘查規范。
論文第一作者為中國科學院地球化學研究所研究員劉建忠，通訊作者為中國科學院院士歐陽自遠。
相關論文信息：http://doi.org/10.12075/j.issn.1004-4051.20250126
本文鏈接：歐陽自遠團隊提出月球資源勘查4大關鍵科學問題http://m.lensthegame.com/show-11-17946-0.html
聲明：本網站為非營利性網站，本網頁內容由互聯網博主自發貢獻，不代表本站觀點，本站不承擔任何法律責任。天上不會到餡餅，請大家謹防詐騙！若有侵權等問題請及時與本網聯系，我們將在第一時間刪除處理。
下一篇： 履新教育部副部長后，杜江峰首次亮相