月球上的土是什么材质，能种东西吗？

月球土壤对哺乳动物细胞有很强的杀伤作用，还有致癌作用，为了保护宇航员也不能用月球土壤种菜，可能需要用到另外的技术。月球上的土壤的化学组成和地球上的土壤有很大的不同，经过分析宇航员从月球上带回的样品，可以得知月球土壤中含有大量的稀有金属。

当年美国阿波罗登月计划实施中，飞船返回阶段，宇航员都要清扫降落时扬到飞行器上的月球粉尘，回到地面后宇航员们也进行了多种检查，确定没有受到月球粉尘的危害，登月宇航员们也抱怨月球土壤让人很不舒服，在他们从月球表面返回登陆舱后，被带进飞船的极少月尘就能引起类似花粉过敏的感受。月尘颗粒很小，细如面粉，直径在20微米之内，但是表面粗糙、锐利，由、玻璃、橄榄石，斜长石，钛铁矿以及一些硅酸岩构成。

基于月球土壤的这些特性，在月球表面利用月球土壤种植作物是不现实的，植物需要有人照顾，而月球土壤又危害人体，为什么还要冒风险呢？在太空中人类有更高效的生产方式。利用无土栽培技术，在垂直方向、水平方向上都能种植，可以大大增加植物的受光面积，提高产量。无土栽培省去了土壤的限制，利用海绵等材料吸取营养物质和水，作为固定植物根部的“土壤”，也不怕月球土壤对人体造成危害。

仅仅从月球土壤的元素组成来说，和地球没什么两样，但是月球土壤中的化合物很多都是难溶、难以溶解在水中被植物根系吸收。没有矿物质盐，植物就死路一条。即便要用月球土壤种菜，也需要特殊处理。算下来未必有直接用无土栽培技术划算。

有一半是玻璃状的二氧化硅，这是流星撞击月球造成的。几十亿年来，不断的碰撞将月球表土熔化成了玻璃状，又砸成细微的碎片。

月壤富含3He（氦-3）、20Ne（氖-20）、21Ne（氖-21）、22Ne（氖-22）、38Ar（氩-38）等核素和稀有气体。

扩展资料

特性：

月球是太阳系内密度第二高的卫星，仅次于埃欧。但是月球的内核并不大，半径大约是350公里甚至更小，只占月球大小的约20%，相较之下，其它地球型天体的比例约为50%。

它的组成尚不是完全清楚，可能是由金属铁组成，同时含有少量硫和镍。对月球随着时间变化转动的分析显示月球核心至少仍有部分是熔融的。

月球是地球的同步自转卫星，它绕轴自转的周期与绕地球的公转周期是相同的，这使得它几乎永远以同一面朝向地球。

它之前以较快的速度旋转，在后来由于地球产生潮汐摩擦，让其自转速度减慢，直到最后以同一面持续面对地球，即潮汐锁定。

当夜幕降临之后，我们可以在夜空中观察到许多星体，看似渺小的它们往往比我们的地球还要大好几倍。然而，在宇宙的众多天体中，人类对月球倾注了更多的特殊情感，它不仅是夜晚天空中最耀眼的一颗星体，更是人类曾踏足过的第一个地外天体。当我们在描述月球形象的时候，几乎布满整个星球表面的撞击坑，便会成为其标志性特征，却很少会提及能给航天器带来巨大危害的月尘。那么，这些覆盖于月球表面的尘土到底具有怎样的特性，为什么当它的所有氧气被除去之后会成为一堆金属？

月球尘土具有复杂的形成过程

地球表面结构的塑造，主要是通过生物和地质过程来完成，但与地球有所不同，月球表面的碎屑则主要由物体撞击地壳时形成的粉碎物质，以及事件过程中的爆炸碎片组成。矿氧化物中锁定了矿物质和氧气，并再次被撞击热所产生的玻璃状颗粒物体锁定。简而言之，月球上的土壤主要由尘埃和岩石碎屑组成，厚度通常处于5到10米之间。在月球的地质历史时期，覆盖在星球表面的它们，经历了复杂的形成过程，比如，宇宙射线、陨石撞击、太阳风辐照，以及极端温度变化所导致的岩石破碎等。

科学家们将月球表面覆盖的粉末状尘土称为月尘，它们在月球的“月坑”和“月海”区域中分布较厚，却在其陆地区域中呈现出量少、且不均匀的趋势。这些月球尘土的粒径往往小于一毫米，含有玻璃、橄榄石、斜长石等多种物质成分，有时候甚至还会有尖晶石和方英石这样的成分包含在其中。与此同时，像粉末一样细腻的月球尘土只要附着在辐射器、或是宇航员的身上便很难清除，甚至还会导致航天器的故障，比如，光学系统的灵敏度下降和机械结构被卡死。

月球上的尘土具有哪些特性

事实上，月球表面的这些尘土具有很低的热导率，由于它可以在一段相对较长的时间里保持带电的状态，因而，月球土壤中的这些微小颗粒，会在光电效应和太阳风辐照的作用下漂浮、并进行较长时间移动。这便是为什么，当我们的着陆器、宇航员，又或是月球车在该星球表面走动的时候，会出现一定程度上的尘土飞扬现象。而在月球的重灰岩中，氧气可占据其质量的40%到45%左右，因而成为了其主要的元素构成部分。

在过去的很长一段时间里，科学家们一直致力于原位资源利用，寻找一种可将其他元素和氧气进行分离的方法，以将两者的价值利用达到最大化，而实现该过程涉及到能量消耗，则成为了研究人员们面临的主要障碍。大量的氧气蕴藏在月球上的积土之中，以玻璃或矿物质形式结合于氧化物中的它，无法得到实时利用，但其本身却是一种尤为稀有的资源。终于，科学家们在一项新的研究中，实现了从月球尘土中提取氧气的方式，并且，不需要耗费太多能量便可让其分离出金属副产物。

月球尘土到金属物质的转变

首先，我们可以通过下面的这张，对月球高地、月球低地和地球上特定元素的浓度有一个基本的了解。科学家们在进行月球尘土中物质的提取时，主要是通过电解的方式，并以熔融盐作为整个过程中使用到的电解质，这也是和我们中学时期所了解到的电解有所不同的地方。研究人员通过熔融盐电解的这种方式，完成了直接从粉末到固体金属物质转变的第一个实例，并且，几乎所有的氧气都被该模拟物所提取。

而这种具有替代性的提取月球尘土所含氧气的方式，可以将原有的产率明显降低，而不需要将重结晶碎屑物质，置于高达1600摄氏度以上的极端熔化温度条件下。当放置于网篮中的模拟物质，被熔融氯化钙盐加热到了950摄氏度，并电流通过之后，它开始在阳极收集提取出来的氧气。不同于其他提取方式对温度必须达到1600摄氏度的要求，这样的电解方式有效地降低了提取氧气过程中所涉及的能量消耗。

并且，仅仅在50个小时的时间里，研究人员就完成了96%的氧气提取，倘若你对氧气的剩余成分要求不高，那么提取出75%的氧气则只需要15个小时。由于需要被分离的材料并不是液体形态，因而该过程可以实现能量的有效降低，并且，这个过程还不会产生任何会带来不良影响的附属物质。我们都知道，月球尘埃的某些组成部分中，氧气的含量非常丰富，对于月球上不同位置的矿物质如何进行利用，科学家们还有很多工作需要去做，而这样的实验结果，则给我们未来的空间探索带来了更多的可能。

月球上有三种主要的岩石类型。第一种是马氏玄武岩，富含铁和钛。第二种是正长岩，富含钾、稀土和磷，主要分布在月球高地；第三种是月球土壤。月球岩石含有地球上所有的元素和60种左右的矿物，其中有6种矿物是地球上没有的。组成完成后，似乎不缺什么，其实缺的是什么，植物生长需要的各种矿物元素如氮、磷、钾都没有，不能直接吸收。

他们不可能得到真正的月球和火星土壤。但在美国宇航局的帮助下，他们用亚利桑那沙漠的土壤代替了月球土壤，用夏威夷一座火山的土壤代替了火星的深红色表面。实验取得了一些成功，植物在改良后的土壤中成功生长，但当然也有缺点，因为实验是在地球上的无菌环境中进行的，而且研究人员只考虑了土壤的营养成分。月球土壤是覆盖在月球表面的一层直径小于1毫米的粘性颗粒。

整个月球的土壤厚度不一，从五到六米厚到只有几厘米薄。月球土壤含有丰富的氦-3。根据科学估计，月球土壤中的氦-3总量可以达到100万至500万吨，而地球表面的氦-3数量只有约500公斤。因此，月球上的氦-3的数量可能是地球表面氦-3数量的数百万甚至数千万倍。以下是月球浮体的形成过程。由于流星的撞击，岩石被打散成更小的岩石或颗粒。来自太阳风暴的带电粒子流将这些岩石颗粒磨成了细小的灰尘。

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一般认为月球上是没有土壤的,从概念上说土壤是有肥力能够生长植物才叫土壤,而月球上是没有生命的,也就没有植物并且生物在土壤成土过程中有重要作用由此所谓的月球土壤就是月岩风化得来的,其成分和地球土壤的区别就是没有有机质水和空气,并且多了氦的同位素3

　　已知存在于月球表面的元素包括氧(O)、硅(Si)、铁(Fe)、镁(Mg)、钙(Ca)、铝(Al)、锰(Mn)和钛(Ti)。其中最丰富的是氧、铁和硅。氧含量估计为45%（按重量计）。碳（C）和氮（N）似乎仅存在于来自太阳风沉积的痕量。

　　这一问题要涉及到月球地质学，月球的地质研究是基于地球上的望远镜观测数据、轨道航天器的测量数据、月球样品和地球物理数据的综合研究。在1969-1972年阿波罗载人计划着陆期间，有六个地点被直接采样，并且有38096公斤（8399磅）的月球岩石和月球土壤带回了地球。月球是唯一一个具有已知地质背景的天体。虽然月球上的陨石坑是未知的，但在地球上已经发现了少量的月球陨石。月球表面的很大一部分尚未被探测，许多地质问题仍未得到解答。

　　月球表面的组成元素

　　月球表面上已知的元素包括氧（O）、硅（Si）、铁（Fe）、镁（Mg）、钙（Ca）、铝（Al）、锰（Mn）和钛（Ti）。其中更丰富的是氧、铁和硅。氧含量估计为45%（按重量计）。碳（C）和氮（N）似乎仅存在于来自太阳风沉积的痕量。

　　来自月球探勘者的中子能谱数据表明氢的存在集中在两极。

　　

　　月球表面各元素相对含量(按重量的%)

　　月球表面的月海成分与高地成分

　　

　　从美国阿拉巴马州麦迪逊拍摄的满月照片10-22-2010

　　我们从地球上可以用肉眼清晰的看见月球上部分偏黑色的地方，这些地方相对其它地方而言是没有特征的月球平原，被称为月海（拉丁文意为“海洋”），因为那里曾经被认为是水域。现在则被认为是古代玄武岩熔岩的巨大凝固池。虽然与地球上的玄武岩相似，但月球上的玄武岩具有更多的铁，没有任何的矿物质被水侵蚀过。熔岩喷发或流入撞击盆地而形成的洼地，这形成了月海。现在已经在月球正面的月海中发现了几个拥有盾状火山和火山穹顶的地质分区，这些是熔岩浆凝结形成月海的证据。

　　月球上大部分的月海玄武岩是在30-35亿年前的寒武纪时期喷发的，但是一些辐射定年的样品已经有42亿年的历史了。直到最近，由火山口计数的最年轻的火山爆发似乎只有12亿年前。

　　颜色较浅较亮的地区被称为月面高地，或一般的“高地”，因为它们比大多数月海都要高。从辐射测量数据上看，它们形成于44亿年前，这意味着这些高地可能是在月球岩浆海形成时由斜长岩堆积所产生的。

　　在月球顶部覆盖的是一个高度粉碎（破碎成更小的颗粒）和冲击花纹表面层，称为风化层，由冲击过程形成。更精细的风化层，如二氧化硅玻璃的月球土壤，具有类似雪的质地和类似废火药的气味。旧表面的风化层通常比较年轻的表面厚，其表面厚度为：在高原地区为10-20公里（62-124英里），在月海为3-5公里（19-31英里）。在细致的粉碎风化层下面是“粗风化层（megaregolith）”，厚达几千公里高度碎裂的基岩。

　　

　　月球环形山

　　月球表面是否有水的存在

　　月球表面不能保存液态水。当暴露于太阳辐射时，水通过称为光解离的过程迅速分解并且损失到太空。然而，自20世纪60年代以来，科学家们假设水冰可能通过撞击彗星沉积，或者可能是由富氧月球岩石和太阳风中的氢气反应产生的，留下痕迹的水可能会持续存在于寒冷的永久阴影中。留下痕迹的水，这些痕迹可能会持续存在于月球任一极上的寒冷，永久阴影笼罩的陨石坑中。

　　计算机模拟表明，月球上表面永久阴影的地区高达14000 平方千米（5400平方米）。月球上存在可用的水量是建设一个月球居住区具有成本效益的计划的重要因素，因为从地球运水的替代方案将非常昂贵。

　　值得一提的是，近年来，月球表面已经发现了水的特征。在1994年，位于克莱芒蒂娜航天器上的双基地雷达实验表明，靠近地表附近存在着少量的、冻结的水域。然而，后来使用地球上的阿雷西波雷达观测表明，这些发现可能由新撞击坑中的岩石被撞击后，从岩石喷出的。1998年，月球探测器上的中子能谱仪显示，在极地附近的风化层中近一米深处存在高浓度的氢。在阿波罗15号带回地球的火山熔岩珠中，发现其内部含有少量的水。

　　2018年8月，月球矿物学绘图仪（M3）的分析首次揭示了月球表面存在水冰的“确凿证据”。这些数据显示了水冰的独特反射特征，而不是灰尘和其他反射物质。北极和南极都发现了冰沉积物，在南极更为丰富，那里的水被困在永久阴影下的陨石坑和裂缝中，因此它们可以像冰一样在地面上保持，因为它们不受太阳光的影响。

　　

　　月球北极

　　

　　月球南极