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來源：互聯網

月球土壤（lunar soil）指覆蓋在月球基巖之上的包括月面巖石碎屑、粉末、角礫、撞擊熔融玻璃物質在內的所有月表風化物質。

為了對月球土壤成分進行系統性的研究，自1966年起，蘇聯、美國兩國持續性地向月球發射月球探測器。通過探測器采集到的大量月球土壤樣本，科學家們對月球土壤進行了全面的實驗分析。中國發射的首個無人月面取樣返回月球探測器嫦娥五號于2020年12月1日23時11分在月球著陸，并帶回了1.73kg月球土壤。2024年6月，中國嫦娥六號探測器成功著陸在月球背面南極洲-艾特肯盆地預選著陸區，實現了人類探測器首次在月球背面實施的樣品采集任務，并成功采集了1935.3克月背的月球樣品。同年11月10日，月球背面月壤樣品首次亮相第十五屆中國國際航空航天博覽會。2025年7月9日，中國科學院發布了嫦娥六號月球樣品研究進展，并系統梳理了自接收嫦娥六號月球樣品一年來取得的系列成果。同日晚，月背巖漿活動、月球古磁場、關于月球的資料水含量及月幔演化特征四項研究成果以封面文章形式在國際學術期刊《自然》發表，首次系統揭示南極洲艾特肯大型撞擊的效應。2026年1月，吉林大學科研團隊通過對嫦娥六號探測器月球背面土壤樣品的系統分析，在國際上首次發現并確認了天然形成的單壁碳納米管和石墨碳。

月球土壤由巖石碎片、單礦物碎片、凝集顆粒等各種顆粒組成，富含豐富的礦物顆粒、銅礦顆粒、硫化金、銻礦顆粒、銖、碘化銠、輝鋁礦及鎘、鋅、鐵、錳和硫結合而成的硫鎘礦。月球土壤中含有高含量的水資源及以氦-3（3He）為代表的氣體資源。月球土壤物質主要來源于伏基巖及其周圍區域，它是隕石及微隕石撞擊、太陽風及宇宙射線持續作用和晝夜極大溫差變化導致的巖石熱脹冷縮破裂所共同作用于月球表面而形成的土壤類型。月球土壤的形成與演化主要受粉碎和膠結兩大作用的影響。月球土壤的厚度與月球表面年齡、塊體運動、撞擊作用、當地基巖結構強度及該地區與大型撞擊盆地間的距離有關。月球土壤粒度分布很廣，顆粒直徑以小于1mm為主，絕大部分顆粒粒徑在30μm至1mm之間。月球土壤導熱系數極低，土壤溫度呈現白天高、晚上低的特點。月球土壤有極低的電導率和損耗率，使月球物質極易長時間保持帶電。為了研究月球土壤的成熟性，專家們一般采用平均粒徑指標、Is/FeO比值、及粘合集塊巖含量等指標來對其進行測量。

探測研究

蘇聯

1966年2月3日，蘇聯發射的旨在驗證在月球上實施軟著陸可能性、對月球土壤面進行拍攝觀測的“月球”9號（俄語：Луна-9）探測器在月球風暴洋月海地區著陸，著陸坐標為西經60.37°，北緯7.13°。因觀測設備距月面較遠，“月球”9號拍攝的全景圖可以判斷著陸地區表層的巖石分布，卻不能用以分析月球土壤表層的粒度組成。

1970年9月12日，蘇聯發射了月球16號（俄語：Луна-16）探測器，該探測器搭載2個全景光學機械式相機。同年9月24日，“月球車”16號攜帶從東經56.18°、南緯0.41°采集到的月球土壤樣本返回地球。在對樣本進行顯微鏡觀察后，科學家們將月球土壤顆粒分為兩類，分別為月球熔融巖漿冷卻后形成的由長石、輝石、鈦鐵礦等粗粒成分組成的早期玄武質巖漿巖顆粒和由太陽風、宇宙射線、隕石及微隕石不斷撞擊形成的顆粒。同年11月17日，蘇聯發射的世界首輛自主巡視探測器“月球車”1號在雨海西部著陸，著陸坐標為西經35°、北緯38.17°。該探測器對月球車所經過的500多個軌跡點處的月球土壤進行了物理力學探測，采用同位素X射線熒光分析法對部分月球土壤樣本進行了化學分析。

1972年2月21日，旨在利用月球土壤采樣裝置從施工困難的山地采集月球土壤樣本的“月球”20號（俄語：Луна 20）自主月球探測器在東經56.33°、北緯3.32°處著陸。“月球”20號采集了大量洛格里特樣本及月球土壤樣本。1973年1月16日，“月球”21號自主月球探測器在勒蒙尼耶撞擊坑內軟著陸，將“月球車”2號送上了月球表面。宇航員們測量了勒蒙尼耶撞擊坑坑唇及“海洋-大陸”一帶的月球土壤的力學特征及化學成分，并駕駛“月球車”2號對月球表面進行全景立體的拍攝。

美國

1966年6月2日，美國自主月球探測器“勘察者”1號在月球南緯2.7°、西經43.13°的風暴洋月海軟著陸。著陸后的6周里，“勘察者”1號共向地球傳回了11150張素質上乘的月面照片。美國發射的“勘察者”3號于1967年4月20日在南緯2.56°、西經23.20°地區軟著陸，共傳回6300張月面照片，并使用月面取樣裝置采集了巖石樣品，并對所采集的樣品進行了化驗。化驗結果顯示，月球土壤由一些細粒粘合而成。美國發射了“勘察者”5號于1967年9月11日于在位于北緯1.25°、東經22.5°的月球靜海北部地區軟著陸。“勘察者”5號攜帶可以分析探測月壤化學成分的α散射輻射計。研究顯示，月球上含有豐富的硅、氧、鐵、硫、鋁、鈷及少量的鎂、碳等物質。

1967年11月10日，旨在研判“阿波羅”（Apollo ）系列飛船著陸艙著陸可能性、對月壤成分進行拍攝及放射化學分析的美國“勘察者”6號自主月球探測器在西經1.37°、北緯0.51°軟著陸。“勘察者”6號對深度在1cm至2cm的月壤溝槽進行了拍攝研究。研究結果顯示月壤由細粒、弱連接、摻雜著礫石和大塊巖石的月壤，表面頂層的承載力為1kPa，月壤顆粒粒度小于1.0mm。1968年1月10日，美國“勘察者”7號于西經11.45°、南緯40.88°的靜撞擊坑的坑唇上著陸。“勘察者”7號采集了月壤樣本，隨后用α輻射計對樣本的化學成分進行了研究。研究結果顯示月壤的密實度隨著深度的增加而增加。

1971年2月5日，“阿波羅”14號著陸艙在西經17.27°、南緯3.40°著陸，宇航員們使用管狀不銹鋼取土器采集了月壤樣本。研究顯示，樣本具有層狀結構，并由2mm至12mm的單個顆粒組成。此外，宇航員還使用針入度測定儀測定了月壤表層的物理力學參數。同年7月31日，旨在挑選月壤表層樣本、檢驗月球越野車在月行駛性能的“阿波羅”15號載人飛船在腐沼區進行研究。宇航員在海谷及哈德利溝兩處區域分別采集了13塊洛格里特樣本及18塊月壤樣本。1972年4月21日，”阿波羅“16號在東經15.5°、南緯9.0°處著陸，采集了大量的月壤和月巖樣本。同年12月11日，“阿波羅”17號宇宙飛船在東經30.45°、北緯20.10°著陸，采集了總量為113kg的月壤樣本。

中國

2007年10月24日，搭載嫦娥一號的長征三號甲運載火箭成功發射，嫦娥一號成為中國首顆探月衛星。中國嫦娥二號衛星繞月人造衛星于2010年10月1日發射成功。該人造衛星對月壤進行了探測，數據顯示，月壤的厚度預計為4米至6米，中緯度地區的月壤厚度約為7.6米。2013年12月2日發射的嫦娥三號探測器“玉兔號”巡視器的測月雷達對月球表面以下的土壤進行了測量，并給出了月球表面10米至140米深度的次表層土壤圖像。2018年12月8日，嫦娥四號探測器成功發射。嫦娥四號探測器使用數值模擬的方法對著陸點表面月壤進行了研究，并利用觸月端鏟式裝置首次在月球表面開展了月壤溫度的自動測量。由國家航天局組織實施研制的旨在突破窄窗口多軌道裝訂發射技術、月面自動采樣與封裝技術、月球樣品儲存等關鍵技術、實現中國首次地外天體自動采樣返回、完善探月工程體系的中國首個無人月面取樣返回月球探測器嫦娥五號（英文：Chang'e-5）于2020年12月1日23時11分在西經51.8°、北緯43.1°著陸，成功帶回1.73kg月壤。

在完成了太陽翼及定向天線展開等狀態的檢查與設置工作后，嫦娥五號采用表鉆結合，多點采樣的方式，通過機械臂表取及鉆具鉆取兩種自動采樣方式采集月球樣品。其中，鉆具鉆取了月面下的月壤樣品，機械臂則在末端采樣器支持下，在月表開展多種采樣。12月2日22時，嫦娥五號探測器順利完成了月表采樣工作，將樣品封裝保存在貯存裝置中。采樣封裝過程中，科研人員根據嫦娥五號探測器傳回的數據在地面實驗室中仿真模擬采樣區的地理模型并全程模擬采樣。

2024年6月，嫦娥六號任務探測器成功著陸在月球背面南極-艾特肯盆地預選著陸區，開啟人類探測器首次在月球背面實施的樣品采集任務。6月4日，攜帶月球樣品的嫦娥六號探測器上升器自月球背面起飛，隨后成功進入預定環月軌道，完成世界首次月球背面采樣和起飛。6月25日，嫦娥六號返回器準確著陸于四子王旗預定區域，探月工程嫦娥六號任務取得圓滿成功。

嫦娥六號任務自發射后歷經53天，11個飛行階段，突破了月球逆行軌道設計與控制、月背智能快速采樣、月背起飛上升等關鍵技術，首次獲取了1935.3克月背的月球樣品。作為人類首份月背樣品，嫦娥六號采集的月球樣品在科學上具有獨特意義，將進一步增進人類對月球演化的認知，加快人類和平探索利用月球資源的腳步。嫦娥六號探測器任務總設計師胡浩在發布會上透露：“我們在采樣過程中就感覺，月球背面和正面的月壤不太一樣。正面的月壤比較細膩、松散，背面的狀態似乎不太一樣。”

2024年7月23日，中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家研究中心研究員陳小龍、副研究員金士鋒、博士研究生郝木難等，聯合北京科技大學副教授郭中楠、天津大學工程師殷博昊、中國科學院青海鹽湖研究所研究員馬云麒、鄭州大學工程師鄧麗君等，在嫦娥五號探測器帶回的月球樣本中，發現了月球上一種富含水分子和銨的未知礦物晶體——ULM-1。這標志著科學家首次在月壤中發現了分子水，揭示了水分子和銨在月球上的真實存在形式。之后，該研究成果會在學術期刊《自然-天文學》（Nature 天文學）在線發表。

2024年8月，中國嫦娥五號月壤研究又有新發現—中國科學院寧波材料所、中國科學院物理所等單位組成的科研團隊，經過3年的深入研究和反復驗證，發現了一種全新的利用月壤大量生產水的方法，有望為未來月球科研站及空間站的建設提供重要設計依據。科研人員發現，月壤礦物由于太陽風億萬年的輻照，儲存了大量氫。在加熱至高溫后，氫將與礦物中的鐵氧化物發生氧化還原反應，生成單質鐵和大量水。當溫度升高至1000℃以上時，月壤將會熔化，反應生成的水將以蒸汽的方式釋放出來。經過多種實驗技術分析，研究團隊確認，1克月壤中大約可以產生51-76毫克水。以此計算，1噸月壤可以產生約51-76千克水，相當于100多瓶500毫升的瓶裝水，基本可以滿足50人一天的飲水量。科研團隊通過對不同月球礦物的進一步研究，還發現月壤鈦鐵礦加熱后，可以同步生成大量單質鐵和水蒸氣氣泡，是名副其實的月球“蓄水池”。

2024年9月1日，在2024開學第一課上，華中科技大學丁烈云院士展示了模擬月壤做出的月壤磚樣品，并表示它們可能是未來在月球上建房子的材料。此外，月壤磚已計劃搭乘天舟八號前往中國空間站，在太空中完成暴露試驗。9月6日，《自然》刊發中國科研團隊對嫦娥五號探測器月壤研究的成果，月球地質生命再一次“延長”，在1.2億年前，月球仍存在火山活動。

2024年9月17日，中國科學院國家天文臺李春來、中國探月與航天工程中心胡浩、北京控制工程研究所楊孟飛領導的聯合研究團隊在《國家科學評論》（National Science Review, NSR）上發表嫦娥六號探測器返回樣品的首篇研究論文，闡述了返回樣品的物理、礦物和地球化學特征。論文中指出了嫦娥六號返回樣品具有較低密度，表明其結構較為松散，孔隙率較高。顆粒分析顯示，月壤的粒徑呈現雙峰式分布，暗示樣品可能經歷了不同物源的混合作用。與嫦娥五號探測器樣品相比，此次樣品中培長石含量明顯增加，而橄欖石含量顯著減少，表明該區域的月壤明顯受到了非玄武質物質的影響。此外，嫦娥六號采集的巖屑碎片主要由玄武巖、角礫巖、粘結巖、淺色巖石和玻璃質物質組成。其中，玄武巖碎片占總量的30%~40%，其礦物以輝石、斜長石和鈦鐵礦為主，橄欖石含量極低。角礫巖和粘結巖由玄武巖碎屑、玻璃珠、玻璃碎片以及少量的斜長巖和蘇長巖等淺色巖石碎屑物質構成，進一步揭示了樣品來源的復雜性。

2024年10月15日，在國務院新聞辦公室舉行的國家空間科學中長期發展規劃新聞發布會上，國家航天局系統工程司司長楊小宇介紹，嫦娥五號探測器從月球帶回1731克的月壤樣品，是人類獲得迄今為止最年輕的月球樣品。

2024年11月15日，中國科學家在嫦娥六號探測器月球樣品研究方面取得重大進展，首次揭示月球背面同樣存在著年輕的巖漿活動，為揭示月球二分性、完善全月演化框架提供了關鍵科學證據。相關研究成果刊登在國際學術期刊《自然》與《科學》雜志。

2025年3月21日，中國科學家通過嫦娥六號采回的月球背面月壤樣品研究，確定月球最古老、最大的撞擊遺跡—南極-艾特肯盆地（SPA盆地）形成于42.5億年前，為太陽系早期大型撞擊歷史提供了初始錨點，對理解月球乃至太陽系早期演化具有重大科學意義，成果刊登在學術期刊《國家科學評論》。

2025年7月9日，中國科學院發布了嫦娥六號探測器月球樣品研究進展，并系統梳理了自接收嫦娥六號月球樣品一年來取得的系列成果。同日晚，月背巖漿活動、月球古磁場、關于月球的資料水含量及月幔演化特征四項研究成果以封面文章形式在國際學術期刊《自然》發表，首次系統揭示南極洲艾特肯大型撞擊的效應。通過對嫦娥六號樣品的分析，研究人員首次發現了月球上一種新類型的巖石——月球南極-艾特肯盆地撞擊熔巖，并據此確定了月球南極-艾特肯盆地形成時間為42.5億年前。通過一系列巖石成因研究，科研人員提出嫦娥六號探測器玄武巖源自一個極其貧瘠的月幔區域，稱之為“超虧損月幔”。“超虧損月幔”缺乏那些容易在熔體中富集的“不相容”元素，如：鉀、磷、ree等。8月，中國科研團隊通過對嫦娥六號月壤樣品的高精度年代學研究，首次精確測定出月球阿波羅盆地形成于41.6億年前。這一發現，精準限定了該盆地形成的時間，將月球“撞擊風暴”開始的時間點向前推進了至少1億年。該成果在國際學術期刊《自然·天文學》發表。同年，中國科學家在對嫦娥六號探測器2克月壤樣品的科學分析中，識別出來自CI型碳質球粒隕石的撞擊殘留物。這不僅刷新了對內太陽系物質遷移機制的認識，也為未來月球水資源分布和演化研究提供了新方向。該成果已于北京時間10月21日凌晨3時發表于國際學術期刊《美國國家科學院院刊》（PNAS）。11月16日，國家航天局公布，中國科研團隊通過分析嫦娥六號從月球背面南極-艾特肯盆地采回的樣品，首次發現大型撞擊事件成因的微米級赤鐵礦和磁赤鐵礦晶體，通俗地講就是“月球上的土壤和巖石也會‘生銹’”。同時確認了月球的“鐵銹”，即原生赤鐵礦顆粒的晶格結構以及獨特的產狀特征，揭示了全新的月球氧化反應機制，為環繞南極-艾特肯盆地磁異常的撞擊成因提供了樣品實證。同月，基于嫦娥六號月壤樣品，中國科學院地質與地球物理研究所祁生文研究員團隊系統揭示了月球背面月壤表現出較高黏性特征的物理機制，從顆粒力學層面完整闡釋了嫦娥六號月壤“為什么這么黏”的科學謎題。相關研究成果已在線發表于國際學術期刊《自然·天文》。

2026年1月13日，中國科研人員在國際學術期刊《美國國家科學院院刊》上發布嫦娥六號月球背面樣品研究成果。研究人員通過對嫦娥六號月球背面樣品的高精度鉀同位素分析，首次揭示南極-艾特肯盆地撞擊事件導致了月幔中的中等揮發性元素丟失，為理解大型撞擊對月球演化的影響及揭示月球“二分性”成因提供了重要依據，為理解月球正背面不對稱的地質演化提供了新線索。同月，吉林大學科研團隊通過對嫦娥六號探測器月球背面土壤樣品的系統分析，在國際上首次發現并確認了天然形成的單壁碳納米管和石墨碳，揭示了月球表面“高能物理化學過程”的精細程度，印證了月球背面地質活動更活躍，為研究月球演化史提供關鍵數據。2月，中國科學院地質與地球物理學研究所和中國科學院空天信息創新研究院等單位發表在《科學進展》的研究，首次證實月球正、背兩面的隕石撞擊通量基本一致，其早期撞擊通量呈平滑衰減，不支持“晚期重轟擊”假說。該研究基于嫦娥六號探測器月球背面樣品，結合月球遙感圖像，修正了長期沿用的月球撞擊坑年代學模型。

形成來源

形成假說

塵埃覆蓋層假說

天文物理學家戈爾德（Thomas Gold）提出塵埃覆蓋層假說，他指出月海平原由塵埃填充組成，塵埃填充層的厚度最高可達數千米。他認為，月球土壤表面遭到的隕石撞擊引起了塵埃堆積和破碎巖石的出現。

松散粘性土假說

基于塵埃覆蓋層假說，戈爾德、哈普克、范霍恩等學者提出了松散粘性土假說。他們認為在真空條件下塵埃粒子表面沒有氧化膜，所以需要考慮塵埃粒子接觸處的粘性。他們指出，月球土壤結構松散，受上層月壤重力及石隕石頻繁撞擊的影響，月球土壤越往深處越密實。

大塊礦物構成假說

科學家們發現隕石撞擊過程中產生了大量5米至20米大小不等的巖石碎塊、石渣、石塵組成的大塊碎屑物質層。科學家們認為，這種物質層在撞擊坑坑唇附近的厚度為10米至100米，在撞擊坑之間區域的厚度為1m。在這種情況下，科學家們認為月壤表層松散、非固結的物質結構源于隕石頻繁撞擊。

隕石物質構成假說

在月球表面完全沒有發生物質破碎的情況下，隕石頻繁撞擊月球會使石隕石物質不斷沉積并形成物質層，該物質層的增幅為每109年增厚1cm。

來源形成

月球土壤物質主要來源于伏基巖及其周圍區域，它是隕石及微隕石撞擊、太陽風及宇宙射線持續作用和晝夜極大溫差導致巖石熱脹冷縮破裂共同作用于月球表面而形成的土壤類型。其中，隕石和微隕石撞擊在月壤的形成過程中起主導作用，并對月球土壤的樣狀產生顯著影響。大塊隕石撞擊導致月表巖石及部分月壤膠結，形成角礫巖；中等以上強度的隕石撞擊形成撞擊坑，將原有的月壤翻起，使其暴露在月球表面接受宇宙射線、太陽風的作用；微石隕石撞擊導致月壤松散表層物質的熔化和熔合。隕石及微隕石撞擊通過粉碎、汽化、分餾、隕石物質的混入改變月球土壤的物質組成。在隕石及微隕石撞擊的作用下，月球土壤的形成與演化受粉碎和膠結兩大作用的影響。其中粉碎作用縮減月壤平均粒徑，膠結作用將礦物和巖石碎片焊接在一起，從而擴大月壤平均粒徑。月壤的粉碎和膠結作用改變著月壤的物理和光學特性，這就是所謂的太空風化。此外，火山熔巖噴射后冷卻形成的沉積物也被認為是暗地幔沉積物（DMD）在月球周圍的起源。

物理特性

厚度分布

研究顯示，月壤厚度與月球表面年齡、塊體運動、撞擊作用、當地基巖的結構強度及該地區與大型撞擊盆地間的距離有關。研究發現，月壤厚度最大的地區通常與大型撞擊盆地的濺射物堆積有關，高地月壤厚度普遍大于月海月壤厚度。此外，月壤厚度隨著月球表面年齡的增加而增大。烏克蘭學者Shkuratov和Bondarenko利用阿雷西博天文臺（Arecibo Observatory）70cm波長地基雷達對月球正面進行了觀測，并結合紅外光譜數據反演得到的月球正面鐵、鈦豐度圖得到了首張月球正面月壤厚度分布圖。阿波羅探測器成功登陸后，科學家們利用月震分析和撞擊坑形貌分析得到了阿波羅登月點及其他一些地區的月壤厚度信息。

據中國嫦娥二號衛星繞月人造衛星的探測數據顯示，月壤的厚度預計為4米至6米，中緯度地區的月壤厚度約為7.6米。嫦娥三號探測器“玉兔號”巡視器的測月雷達對月球表面以下的土壤進行了測量，并給出了月球表面10米至140米深度的次表層土壤圖像。科學家們根據嫦娥三號著陸點探測所獲取的信息外推出月球外表面是由濺射物、巖石和土壤組成的深度約為5米的月壤。

顆粒組成

月壤顆粒的主要成分包括以橄欖石、斜長石、單斜輝石、鈦鐵礦為代表的礦物碎屑；以玄武巖、斜長巖、橄欖巖、蘇長巖為代表的原始結晶巖碎屑；以熔融巖、微角礫巖、黃色或黑色火成碎屑玻璃、撞擊玻璃為代表的角礫巖碎屑及各種玻璃；以隕硫鐵、輝石、橄欖石、錐紋石、合文石為代表的隕石碎片及粘合集塊巖。根據起源，月壤顆粒一般被分為月壤起源顆粒及基巖起源顆粒。其中月壤起源顆粒包括粘合集塊巖、月壤角礫巖碎屑等隕石撞擊月壤后形成的物質。基巖起源顆粒包括火成巖碎屑、單礦碎屑角礫巖、原始結晶巖碎屑等。科學家們對美國阿波羅探測器及蘇聯月球（Luna）探測器帶回的月球樣品進行化學分析，估算出了各采樣區月壤平均化學組成。

基本特征

粒度組成

月壤的顆粒組成是決定月壤物理力學性質的主要參數。月壤粒度分布很廣，顆粒直徑以小于1mm為主，絕大部分顆粒粒徑在30μm至1mm之間。天文學家Mark Morris基于吉姆·派匹克(Jim Papike)所提供的阿波羅采樣點的數據，計算出了阿波羅各次著陸點典型月壤樣品中的粒徑。結果顯示，月壤的平均粒徑與采樣深度成正比，月壤的粒徑與月壤的成熟度相關。研究還表明月壤粒度與淤沙相似，中位數粒徑介于40μm至130μm之間，平均值約為70μm。其中，顆粒直徑小于20μm的月壤顆粒占10%至20%。中國嫦娥四號探測器使用數值模擬的方法對著陸點表面月壤進行了物理性質的分析研究，結果顯示嫦娥四號著陸點的月壤顆粒最優平均粒徑為15 μm。月壤顆粒粒徑大都小于肉眼的分辨能力，故而它們易于漂浮并附著在探測器、工程設備及航天服上。此外，月壤礦物組成的作用會隨著月壤顆粒的縮小而提升，從而影響破壞月壤的移動。

形態分布

月壤顆粒形態復雜多變，呈現圓球狀、橢球狀、長條狀、多邊形狀、不規則棱角形狀等形態。其中，長條狀、次棱角狀及棱角狀的顆粒形態較為常見。月壤顆粒通常沿著顆粒長軸方向定向排列。表面不規則的月壤顆粒接觸不緊密，這對月壤的抗壓性和抗剪性造成了嚴重影響，并影響了月壤的密度。

相對密度

月壤密度（bulk 密度）指月壤自然結構在未受到破壞的情況下單位體積內的月壤質量。研究顯示，月壤密度ρ(單位g/cm3)與該點所處的月壤深度z(單位cm)相關，二者之間的雙曲線關系為：。月壤密度與深度之間的指數關系為：。研究表明，在40cm深度范圍內，月壤密度在1.3g/cm3至1.7g/cm3之間。此外，研究還顯示月壤密度與其抗切強度及深度成正比，月壤密度越大，越難以產生壓縮變形。

月壤顆粒的相對密度指月壤顆粒的質量與同體積純水在4-°C時的質量比。月壤顆粒的相對密度與其中包含的如玄武巖、角礫巖等不同顆粒類型的相對含量有關，大部分月壤顆粒的相對密度在2.3g/cm3至3.2g/cm3之間。

孔隙率比

月壤的孔隙比（e）指月壤中孔隙體積與顆粒體積之比，與月壤顆粒的相對密度（G）、月壤密度（ρd)及4-°C時純水的密度（ρw）有關，計算關系式為：。天然狀態下的月壤孔隙比可用來評估月壤的密實程度，一般情況下，孔隙比小于0.6的月壤為密實的低壓縮性月壤，孔隙比大于1.0的月壤為疏松的高壓性月壤。月壤的孔隙率（n）指月壤中孔隙所占體積與總體積之比。A.K. 列奧諾維奇等多名科學家就月球16號帶回的月壤樣本進行了測定研究，研究表明，月壤的孔隙比在疏松狀態下為1.7，在密實狀態下為0.67。

導熱系數

月壤導熱系數極低。研究表明，深度在幾厘米之內的淺層細顆粒月壤的溫度在200K左右時，導熱系數為1.2×10-3 W/(m·K)至1.44×10-3 W/(m·K)；月壤深度在幾厘米至十幾厘米左右時，導熱系數在1.0×10-2 W/(m·K)至1.5×10-2 W/(m·K)之間。此外，月壤的導熱系數與溫度成正比，并與月壤的深度相關。中國嫦娥四號探測器使用數值模擬的方法對著陸點表面月壤的熱導率進行了分析研究，結果顯示月壤熱導率中的熱傳導分量在月表約為1.53×10-3 W/(m·K)，在1米深處約為8.48×10-3 W/(m·K)。

溫度梯度

月壤的溫度分布與時間、深度及緯度有關。根據熱發光測量結果顯示，月壤的溫度梯度為2±2-℃/m。在月壤厚度小于5米的情況下，月壤下伏基巖的溫度梯度為2-℃/km左右。“阿波羅”15號和17號著陸時，宇航員使用熱電偶測量了月壤表面溫度。然而，由于電纜的熱輻射和熱物理特性的不確定性以及局部表面粗糙度等多方原因，測量結果呈現出較大的誤差。中國發射的嫦娥四號探測器突破了月夜采溫系統技術，利用觸月端鏟式裝置，首次在月球表面開展了月壤溫度的自動測量。研究結果顯示，月壤溫度具有白天高、晚上低的特點，正午期間月壤溫度臨近日最大值20℃左右，傍晚期間月壤溫度急劇跌至-170℃左右。

力學特性

壓縮性

在壓力作用下，月壤體積縮小的特性被稱為月壤的壓縮性，月壤的壓縮性由壓縮指數、壓縮系數、現場原位載荷試驗確定、有側限壓縮試驗確定及重復荷載試驗確定所決定。A. H. 韋杰寧和E. A. 杜霍夫斯基等科學家曾對月球16號探測器采集的月壤樣本進行研究，結果顯示當壓強在0kPa至32kPa之間時，壓強和月壤形變成正比；在壓強高于32kPa后，月壤趨近于密實狀態。有研究表明，在100kPa至600kPa壓力的作用下，月壤顆粒的壓縮量可以完全忽略不計。月壤的壓縮也被認為是月壤孔隙體積的減少。

容重性

A. N. 韋杰寧、E. A. 杜霍夫斯基等多名科學家在氦氣環境中對“月球”16號帶回的樣本進行了容重測定研究。研究表明，月壤在松散狀態下的容重為1.26×10-2N/cm3；經過50次敲擊量杯中的月壤表面后，月壤的容重為1.90×10-2N/cm3；在有機玻璃桿壓實后，月壤的容重為1.90×10-2N/cm3。科學家們對“阿波羅”14號采集的月壤樣本進行了研究，研究結果顯示“阿波羅”14號采集到的月壤樣本的容重在1.6×10-2N/cm3至1.75×10-2N/cm3之間。

抗剪性

月壤由固體顆粒組成，在外力作用下，顆粒之間會發生滑動移位。月壤顆粒抵抗這種滑動的性能的特性被稱為抗剪性。無粘性月壤的抗剪力一般由顆粒間的滑動摩擦力及顆粒間的鑲嵌作用產生的摩擦力組成，粘性月壤的抗剪性則由月壤的內摩擦角（ψ）和內聚力（c）兩個指標決定。其中，內摩擦角ψ值代表月壤顆粒間的摩擦力大小，內聚力c值則反映月壤顆粒粘結力的強弱。

電學特征

在被陽光照射時，月壤電導率的增幅至少在106S/m以上。電磁測深研究結果表明，當月壤中巖石塊的直徑與電磁波的波長在同一數量級時，電磁散射就會產生。隨著溫度的變化，月壤的電導率呈現非晶質特征。此外，科學家們發現月壤有極低的電導率和損耗率，這兩個特性導致無線電可輕易穿透月壤的厚度達10米左右，并使月球物質極易長時間保持帶電。

成熟指標

月壤暴露在太空環境中會遭到微隕石撞擊、宇宙帶電粒子及太陽高能粒子的不間斷攻擊，并發生成分上的改變，這些改變被稱作月壤的熟化（maturation）。月壤的熟化過程會導致太陽風氣體不間斷地注入月壤，提高月壤中的氫（H）、氦（He）、碳（C）、氮（N）、稀有氣體及來自石隕石的（Ir）等氣體及元素的含量，并增加月壤的單質鐵含量；導致月壤中粘合集塊巖的含量在隕石撞擊所造成的高溫高壓作用下快速增加；導致月壤平均顆粒的直徑在微隕石及隕石的撞擊下減少；導致月壤的光譜特征發生變化。月壤的成熟度根據暴露時間的長短可分為不成熟月壤、亞成熟月壤及成熟月壤，成熟度由月壤中粘合集塊巖含量、月壤平均粒徑、月壤Is/FeO比值等指標來描述。

平均粒徑指標

一般而言，月壤的平均粒徑與月壤的成熟度成反比，粒徑越細，成熟度越高。

Is/FeO比值

Is/FeO比值與月壤的成熟度成正比，且沒有趨于飽和的現象，因此Is/FeO比值被廣泛應用于月壤成熟水平的計算活動中。研究表明，阿波羅計劃收集到的月壤樣本大多是Is/FeO值大于60的成熟樣本。

粘合集塊巖含量

粘合集塊巖是月壤暴露期間隕石撞擊而形成的粘合性巖石，它由與玻璃熔結的巖石物質組成，是月壤的重要組成部分，也是單質金屬鐵（Fe0）的宿主。粘合集塊巖的含量與月壤成熟度成正比，故而粘合集塊巖含量也被認為是測量月壤成熟度的指標之一。

資源種類

礦物資源

月球土壤由巖石碎片、單礦物碎片、凝集顆粒等各種顆粒組成。其中，月球表面的凝集物由微隕石撞擊形成。這種撞擊使相鄰的物質融合在一起，每個塵埃顆粒的玻璃殼中都嵌入了微小的鐵元素，并以以單質和陽離子(+2)氧化數的形式存在。由昆明理工大學與中國科學院地球化學研究所組成的聯合研究團隊對嫦娥五號探測器采集到的月壤樣本進行了分析，研究人員在月壤樣本中發現了歧化反應成因單質金屬鐵的可靠證據。科學家們研究指出，月球土壤中含有金、銀、鉛等礦物顆粒；含有金和鋅的銅礦顆粒；含有銅雜質的硫化金；含有少量錫和銅雜質的銻礦顆粒和少量銖以及地球上所沒有的碘化銠。與此同時，研究人員還在月壤中發現了輝鋁礦及鎘、鋅、鐵、錳和硫結合而成的硫鎘礦。此外，通過對嫦娥五號探測器月壤樣本的科學研究，中國科研人員發現了賽石英和斯石英及多種類型、不同起源的月球玻璃物質，并在月壤中首次發現了天然玻璃纖維及新礦物“嫦娥石”。

水資源

中國科學院國家空間科學中心和地質與地球物理研究所聯合團隊對嫦娥五號探測器月壤樣本進行了研究。研究表明，月壤樣本顆粒的最表層含較高濃度的H原子，這意味著月壤具有高含水量及極低的D/H同位素比值。中國科學院地質與地球物理研究所胡森、林楊挺研究員聯合南京大學星惠鶴九教授研究團隊對嫦娥六號玄武巖巖屑樣品開展源區水含量的研究，結果顯示嫦娥六號玄武巖的關于月球的資料源區水含量僅為1-1.5微克每克，是已知數據中的最低值，指示嫦娥六號玄武巖的月幔源區比月球正面月幔更干燥，其原因可能是月球南極艾特肯撞擊事件改造了月幔源區的水。同時說明，月幔的水分布差異或是一種半球差異，與月表的二分性相呼應。

氣體資源

月壤中的稀有氣體并非月球原始大氣層自有的產物，而是來自于太陽風粒子的俘獲、太陽耀斑粒子的注入、月壤物質與太陽質子及宇宙射線散裂反應形成的氦-3等核素、重核裂變產生的（Kr）、（Xe）等。受石隕石不間斷轟擊的影響，月壤含有豐富的氦-3（3He）資源，該資源在聚變反應堆中具有潛在用途。有數據顯示，月壤中的氦-3資源量約為106t。此外，月海地區的氦-3含量遠遠高于高地地區的氦-3含量。根據月壤樣品的分析結果顯示，月壤中稀有氣體的濃度與月壤顆粒大小、月壤成熟度、月壤采樣區基巖成分、月壤礦物成分及結構密切相關。

有害影響

月球土壤具有很強的磨蝕性，它會對密封艙及攜帶的光學透鏡、太陽能電池板等設備產生負面影響，并對人的肺部、神經系統和心血管系統造成損害。此外，暴露在太空環境中的小塵埃顆粒會增加航天服的電弧作用風險。

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