中國科學院地質與地球物理研究所的科研團隊近日取得一項重要突破，他們通過分析嫦娥六號帶回的月壤樣本，首次從顆粒相互作用的角度系統解釋了月球背面月壤呈現高黏性特征的物理成因。這項研究為理解月壤力學特性提供了全新視角，相關成果已刊登于國際權威學術期刊《自然·天文》。
研究團隊采用固定漏斗實驗與滾筒實驗相結合的方式，對月壤樣本的休止角進行精準測量。作為表征顆粒材料流動性的核心參數，實驗數據顯示嫦娥六號月壤的休止角明顯高于月球正面樣本，其流動特性更接近地球上的黏性土壤。這一發現顛覆了傳統認知中"顆粒越細流動性越強"的固有觀念。
項目負責人祁生文研究員指出，嫦娥六號月壤雖然顆粒細小，但形態結構異常復雜。與常規認知不同，這些微小顆粒并未呈現球形特征，反而具有棱角分明的多面體結構。這種獨特的微觀形貌顯著增強了顆粒間的相互作用力，為理解月壤高黏性提供了關鍵線索。
進一步分析表明，月壤樣本中高達32.6%的長石礦物含量是重要影響因素。這類礦物在太空風化過程中易發生破碎，形成大量棱角分明的微小顆粒。同時，月球背面長期遭受更強烈的宇宙射線與微隕石轟擊，加速了風化進程，使得顆粒表面粗糙度顯著提升。這種雙重作用導致顆粒間的摩擦力、范德華力以及靜電力大幅增強，最終形成高休止角的黏性特征。
科研人員通過建立顆粒力學模型，定量驗證了上述機制。模型顯示，當顆粒尺寸小于50微米時，表面粗糙度對力學性質的影響開始占據主導地位。嫦娥六號月壤中70%以上的顆粒處于這個尺寸范圍，其特殊的形貌特征與礦物組成共同造就了獨特的黏聚行為。
這項研究不僅解開了月球背面月壤高黏性之謎，更為后續月球探測任務提供了重要理論支撐。月壤的力學性質直接影響著探測器著陸穩定性、原位資源利用效率以及月球基地建設方案。科研團隊表示，將繼續深化月壤力學特性研究，為我國的深空探測事業貢獻更多科學依據。
