嫦娥六号月壤破解：我国科学家首次揭示其高黏性成因

11月25日消息，基于嫦娥六号采集的月球背面月壤样品，中国科学院地质与地球物理研究所祁生文研究员团队系统揭示了月壤表现出较高黏性特征的物理机制，从颗粒力学层面完整阐释了"为什么嫦娥六号月壤这么黏"的科学谜题。

这项研究成果今天在国际学术期刊《自然·天文》上发表。

这项研究源于2024年6月嫦娥六号任务中的意外发现——任务总设计师胡浩在国新办新闻发布会上提到，月球背面的月壤呈现出"略带黏性、还有些结块"的特征，与月球正面嫦娥五号带回的月壤物理特性存在明显差异。

这一现象迅速引发科研团队关注，经过一年多的系统研究，最终厘清了背后的物理机制。

研究团队通过固定漏斗实验、滚筒实验等一系列测试，精确测定了嫦娥六号月壤的休止角（衡量颗粒材料流动性的核心指标）。

结果显示，其休止角显著大于嫦娥五号及阿波罗任务带回的月壤样品，流动性更接近地球上的黏性土壤，直接印证了"月壤更黏稠"的直观感受。

在成分分析环节，科研人员发现月壤中仅含极少量磁性矿物，且完全不含黏土矿物，由此排除了磁性吸附和胶结作用对黏性的影响。

进一步研究表明，月壤的高黏性由摩擦力、范德华力、静电力三种粒间力协同控制：摩擦力与颗粒表面粗糙度呈正相关，范德华力和静电力则随颗粒粒径减小而显著增强，且当颗粒D60值（小于该粒径的颗粒重量占总重量60%时的直径）低于100微米时，后两种力的作用会大幅凸显，让非黏性矿物颗粒呈现出黏性特征。

为验证这一结论，团队对嫦娥六号月壤样品进行了1微米高空间分辨CT扫描，对超过29万个颗粒的尺寸与形态进行精准分析。

对比发现，嫦娥六号月壤的D60值仅为48.4微米，是三类月壤中最小的，且颗粒形态更复杂、球度显著偏低——这种"细而不圆"的反常特征，与月壤中富含易破碎的长石矿物（占比32.6%）以及月球背面经历更强的太空风化作用密切相关。

细颗粒与复杂粗糙的表面形态，进一步放大了三种粒间力的协同效应，最终导致月壤表现出高黏性。

该研究首次从颗粒力学角度系统阐释月壤的黏聚行为，不仅解答了嫦娥六号月壤的特性谜题，更为未来月球探测任务设计、月球基地建设、月面资源开发利用等提供了重要科学依据，助力我国在月球科学研究领域持续突破。