「嫦娥石」の次に、月にはどんな新たな謎があるのか​​？

2023年9月9日は、中国の科学者が嫦娥5号によって採取された月の土壌サンプルから新たな月鉱物「嫦娥石」を発見してから1周年となる。 「嫦娥石」は人類が月面で発見した6番目の新鉱物であり、我が国は月面で新鉱物を発見した世界で3番目の国となった。

「嫦娥石」は月の玄武岩粒子中に存在するリン酸鉱物です。関連する鉱物には、ファイアライト、単斜輝石、イルメナイト、カルシウム長石、バデレイ石、石英、トロイライト、ガラスなどがあります。 「嫦娥石」の発見は、人類が知る月の鉱物の種類を豊かにしただけでなく、さらに重要なことに、月の地質学研究に新たな章を開き、月の起源と進化に関するその後の研究に重要な手がかりを与えた。過去 1 年間に科学者は月の土壌に関してどのような新たな研究の進歩を遂げましたか?期待する価値のある新たな発見は何でしょうか?

顕微鏡で見た月の土壌粒子

まず、科学者たちは月面に重要な水の「貯蔵庫」があることを確認した。中国の科学者らは、赤外線分光法とナノイオンプローブを用いて嫦娥5号の月の土壌サンプルの調査と分析を行い、嫦娥5号の鉱物の表層に太陽風由来の水が大量に存在することを発見した。研究者らは、嫦娥5号の月の土壌への太陽風陽子注入によってもたらされた水分含有量は少なくとも170ppmであり、これは月の土壌1トンあたり少なくとも170グラムの水に相当すると推定した。この研究は、月の表面の鉱物が水の重要な「貯蔵庫」であることを確認した。その後の月面「貯水池」の発見は、人類の月面科学研究、探査、資源開発活動に重要な支援を提供するとともに、将来の月面基地建設、人類の月面着陸、そして「現地の材料の利用」による月面滞在のための資源保証も提供できる。

その後、科学者たちは月面の若い火山の起源の謎を解明した。中国の科学者らは、嫦娥5号の月面サンプルに含まれる玄武岩の研究を通じて、月の火山活動が20億年前まで続いていた可能性があることを確認した。これは、月のマグマ活動と熱進化の歴史に関する人類の理解を新たなものにするものだ。研究により、嫦娥5号玄武岩の初期のマグマにはカルシウムとチタンが多く含まれていることが判明した。これは、マグマオーシャンの後期に形成された単斜晶系の輝石-イルメナイトの結晶が源泉域に多く含まれており、それが月のマントルの融点の低下につながり、若い火山の形成を誘発するからではないかと推測されています。この研究は、月の内部がゆっくりと冷却する熱進化の過程を定量化し、「若い月の火山の起源」という重要な科学的問題に新たな説明を与え、月の起源と進化に対する人々の理解を深めるだろう。

科学者たちはまた、月の寿命が8億年延びた秘密を明らかにした。月は約45億年前に形成されましたが、その質量は地球のわずか1％程度です。理論上は、このような小さな天体は急速に冷え、火山活動が早く止まり、死んだ惑星になるはずだ。

月の玄武岩は、火山によって噴火した月のマントルが部分的に溶融して形成されたマグマで、その後、月の表面で冷えて結晶化し、岩石を形成します。これは、月のマントル物質の組成と進化を理解するための重要な窓口となります。わが国の嫦娥5号が持ち帰った若い玄武岩は、後期の月の火山噴火の強さを推定するための直接的なサンプル研究の機会を提供します。研究結果は、約20億年前の月の周期後期にはまだ大規模なマグマ噴火があったことを示している。研究結果を月の火山噴火の全歴史の文脈に当てはめると、月の火山噴火の規模は、想像されていたように初期から後期にかけて連続的に減少しているのではなく、断続的な噴火の形で減少していることがわかります。これらの研究により、これまで知られていた月の地質学的寿命が約 8 億年延長され、月の進化に関する従来の理解が刷新されました。

さらに、2023年3月、中国と英国の学者が嫦娥5号の月のサンプルの衝突ガラスビーズ内の水分を測定したところ、ガラスビーズ内の水分含有量が端から中心に向かって徐々に減少していることを発見した。 2023年5月、中国の科学者は様々な種類と起源の月のガラス物質を発見し、嫦娥5号の月の土壌で初めて天然のガラス繊維を発見した。 2023年7月、中国の科学者は、月の土壌サンプルの断熱性やせん断抵抗などの主要な科学的問題を研究し、月の土壌を使用して月面でガラス建材を加工・生産する可能性を確認し、将来の月面車、科学研究ステーションの建設、有人月面探査などのミッションの参考とした。これらの研究成果は、さまざまな角度から我が国の将来の月面探査ミッションに役立つだろう。

月の土壌は農作物の栽培に使えるのでしょうか？月の土で家を建てることはできるのでしょうか？月は人類の生存に必要な資源を提供できるのでしょうか？月は人類の宇宙旅行の最初の目的地となり得るでしょうか? ...月の土壌に関する研究は今も精力的に行われており、人類に月のさらなる謎が明らかになるであろう。 （著者：ファン・シャンシャン、画像提供：CNNC、チェックポイント専門家：中国航天科学技術集団科学技術委員会副委員長、ジャン・ファン）