随着嫦娥五号的成功返回，月球样品在国博展出，我国正在向世界揭开月球的面纱。让参与嫦娥项目的专家加入课堂，在每节课的前10分钟通过Q&A的形式与专家视频连线。让本科生有机会与专家交流，了解我国最先进的科研成果，增强的学生的民族自豪感和专业优越感。我希望通过这种让专家走进课堂的方式，能够让科学走出实验室，让科普走向大众。
2021-03-03
专家信息：周琴 副研究员，中国科学院国家天文台副研究员
工作和研究方向：天体样品的分析和研究、月球样品的年代学分析
深空项目工作：嫦娥5号地面应用系统主任设计师
教育经历：2007年毕业于吉林大学资源勘查工程获学士学位，2013年毕业于中国科学院地质与地球物理研究所，获矿物岩石学专业博士学位。
孙晶老师：
上一节课我们邀请到了嫦娥3号和4号的重要参与者——杨亚洲博士，为我们讲述了一些他所做工作的贡献。这节课我们邀请到了嫦娥5号的参与者——周琴副研究员来参与我们的课堂思政。我们知道嫦娥5号经过了“绕”“落”“回”的步骤，终于在2020年12月17号的凌晨取得了月球样品。这是我国首次拿到自己取回的月球样品，也是时隔44年人类，人类再次迎来的月球样品。目前该样品储存在国家天文台，同时在今年三月，月球的样品——月壤，在国家博物馆进行了展出。我们今天特别荣幸邀请到中国国家天文台周琴副研究员，来为我们介绍一下嫦娥5号项目中取回的月岩的情况。
我先来介绍一下周琴副究员，她的研究方向主要是月球样品的年代学分析，2007年毕业于吉林大学，2013毕业于中国科学院地质与地球物理研究所，获矿物岩石学博士学位。目前她在中国科学院国家天文台，在去年的嫦娥5号项目中，她是地面应用系统主任设计师，我为她起了个名字——“给月球做化验的人”。
孙晶老师：好的，周老师现在还在实验室吗？
周琴老师：我刚从实验室出来。
孙晶老师：
我知道您所在的国家天文台目前正在储存着我们国家的月球样品，我想替同学们问一下，月球样品的储存跟我们平时在地球上的样品储存有哪些区别呢？
周琴老师：
是这样的，我们知道月球环境跟地球环境差别比较大，主要体现在月球上基本是无氧、高真空的环境，因此我们在月面上采回来的样品主要储存在地面系统充氮密封的手套箱里。手套箱里填充高纯氮气，气压比正常大气压略微高一点点，这样就会避免外面空气进入到手套箱里——也就是存储样品的环境里。主要是避免空气中的氧、水对月球样品产生氧化、水化作用，以达到保护月球样品的目的。
现在我们可以通过很多渠道，比如网上、电视上看到我们实验室介绍的一些照片，可以看到手套箱的手套操作位置基本都是鼓在外面，就是因为手套箱里面是一个微真压的环境。
孙晶老师：
好的，我在PPT上也展示了月球的样品，也就是博物馆中展示的月壤，以及网上传来的嫦娥5号中辉长碎屑岩的照片，这个照片是您拍的是吗？
周琴老师：
对，这个照片是在我们实验室拍的，当时找的这个岩屑是十分细小的。我们当时放了一个比例尺，左边这个比例尺大概是1毫米，所以这个岩屑可能也就是2毫米。我们知道我们国家的采样方式决定了我们采回来的样品不可能像阿波罗那样人工采样方式采回的样品——岩块都很大。我们返回来的大岩块样品很少，都是这种小的岩屑，很小的岩块样品。这些样品大部分粒径都很细，所以这些样品处理起来就会非常麻烦。
孙晶老师：
嗯，好的。现在网上热议的是：这个月壤能种菜吗？土豆能种吗？
周琴老师：
月壤和地球上面实际上有一定差异，其中最大的差异就是，地球上有太阳、水、大气，包括一些植物作用在其中，所以我们土壤里的有机质成分是很高的，但月球上的土壤是不含有机质的，所以种菜的愿望不太可能实现。
如果我们从科学的角度来说的话，月球上的样品和地球上样品成分的最大差异就是：月球是极度还原的状态，所以月球矿物成分比如铁，基本上以二价铁的形式存在，不太可能像地球上出现这种高价的赤铁矿、以三价铁的形式存在。所以月球样品和地球样品在化学成分上还是有一定差异的。
孙晶老师：
即使是相同的岩性，化学成分也是有较大的差异是吗？
周琴老师：
对，比如说我们现在做的玄武岩样品，一般我们做的辉石里面是不含三价铁的，基本上都是二价铁，由于风化作用，月球的岩石里面有很多纳米铁、零价铁的存在。还有一些岩石和地球上的在化学成分上是有一些差别的，比如地球上的橄榄石以富镁的橄榄石为主，而月球上会有一些富铁的橄榄石出现，这些和我们地球上的玄武岩也是有一定差异的。
孙晶老师：
好的好的，今天这个机会特别难得，同学们如果有什么问题向周老师请教可以直接开麦问。
同学：周老师听得到吗？
周琴老师：可以可以。
同学：
周老师我想问一下，你们研究月岩到底有什么作用，出成果之后对我们地质学的发展有什么意义吗？
周琴老师：
哈哈，这实际上是一个很重要的问题，也是我们国家为什么会去做月球深空研究的一个科学目标的导向——我们为什么要去研究月球。我们知道地球现在是一个非常活跃的行星，它表面的板块构造、风化作用非常强烈，导致在地球形成早期，也就是地球刚刚诞生初期的一些非常重要的、活跃的地质演化历史记录都会出现一个缺失。
我们知道月球相对地球是一个已经停止了岩浆活动的行星——一个已经将死的星体。但是月球形成的早期，在月面上得到了很好的保留，也就是我们地球上所缺失的这块记录。因此，我们对月球开展这些研究的最根本目的实际上也是想研究“我们地球形成的早期是一个什么样的环境，经历了什么样的岩浆作用”。这些都是我们希望通过月球研究解答的科学问题。
孙晶老师：
谢谢周老师，由于时间的关系，周老师一会还要回到实验室进行科学研究。我想替同学们问最后一个问题：如果我们日后也想从事月球、甚至是火星的研究，我们现在需要做哪些准备呢？大家现在是大一的学生。
周琴老师：
哈哈，大家都很年轻，我有一个特别深切的体会：在我刚开始做行星样品的时候，我觉得国内做行星科学的人相对来说比较少。但是近两年，尤其是随着我们国家深空探测——不管是月球还是后续的火星、小行星这些深空探测计划的推进，甚至我们未来会有更多的地外样品的返回。我最明显的感觉是最近做行星的人越来越多。
所以我觉得，结合我们国家现在的发展的需求以及我们自己的成长需求，这是一个非常难得的机会。我们能够利用这些国家返回来的月球样品了解很多以前没有办法了解的问题，或是开展以前局限于样品而无法开展的分析测试，我觉得这真的是一个很难得的机会。
大家是大一的学生，我建议大家还是把基础学科好好学一学，因为我现在每天要做的事情就是和岩相学、矿物学打很多的交道，所以我觉得大家要好好地把孙老师的矿物学课程学好，这对于以后想做一些行星地外样品的同学来说是一个非常重要的基础课程。
孙晶老师：
好的，感谢周老师今天的分享。
周琴老师：好好好，大家再见！
