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月亮“長”了8億歲

所屬分類:時(shí)事聚焦    發(fā)布時(shí)間: 2021-10-26    作者:太原天地掘進(jìn)機(jī)配件廠家
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中國科學(xué)家通過嫦娥五號(hào)采回的月球樣品發(fā)現(xiàn),月球的巖漿活動(dòng)一直持續(xù)到距今約20億年,月球的壽命比此前推測的又延長了約8億歲。10月19日,中國科學(xué)院舉行新聞發(fā)布會(huì)發(fā)布了該成果。太原天地掘進(jìn)機(jī)配件廠家

月球很忙。作為地球..的自然衛(wèi)星,在繞地飛行的數(shù)十億年里,它既要受邀出席中國唐代詩人李白的酒宴,又要為20世紀(jì)中葉開啟的美蘇“太空競賽”提供活動(dòng)場地,還要用自己的演化進(jìn)程,幫助地球人解答“我從哪兒來,要到哪兒去”。

然而,月球究竟“活”了多少時(shí)間,很少有人能說得清楚。

約45億年前,月球還是個(gè)“寶寶”,一出生就是一團(tuán)滾燙巖漿,向宇宙昭示著它的活力。而后歷經(jīng)數(shù)十億年的光景,月球逐漸步入“晚年”,巖漿活動(dòng)逐漸停止,直到完全冷卻“死去”……昔日巖漿變成冰冷月海,將光陰的故事凝固在玄武巖里。

此前,地球上的月球隕石,以及美國、蘇聯(lián)采集而來的月球樣本,不斷告訴人們,月球的生命特征之一——巖漿活動(dòng)持續(xù)到大約28億-30億年前。但是,對于月球巖漿活動(dòng)停止的確切時(shí)間,科學(xué)界一直存在爭議。

太原天地掘進(jìn)機(jī)配件廠家

科學(xué)家只拼湊出月球演化故事的中間部分,對于.為關(guān)鍵的“開頭”和“結(jié)局”卻知之甚少。月球的“童年”和“晚年”到底是怎樣度過的?

.近,中國科學(xué)家通過嫦娥五號(hào)采回的月球樣品,終于破解了月球部分“晚年生活”之謎。10月19日,中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所(以下簡稱“地質(zhì)地球所”)和中國科學(xué)院國家天文臺(tái)主導(dǎo),聯(lián)合多家研究機(jī)構(gòu)在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表了相關(guān)研究的學(xué)術(shù)論文。

這份研究顯示,人們之前想錯(cuò)了,月球的巖漿活動(dòng)一直持續(xù)到距今約20億年,月球的壽命比此前推測的又延長了約8億歲;更有意思的是,.新研究還發(fā)現(xiàn),放射性元素和水,在月球“延壽”這件事上可能都沒幫上忙。

這到底是怎么回事?

奔月前布下的“棋陣”

要解決科學(xué)問題,首先得有研究對象,而研究月球.好的對象之一,就是“月壤”。

在前不久舉行的中國科學(xué)院科研成果發(fā)布會(huì)現(xiàn)場,中國科學(xué)院院士、嫦娥工程顧問歐陽自遠(yuǎn)談及“月壤”重要性時(shí)說:“‘抓土’是有講究的,嫦娥五號(hào)可不是隨便抓了一把土回來?!?/span>

我國在2004年開啟的探月工程——嫦娥工程布局了“繞”“落”“回”三步走戰(zhàn)略。嫦娥一號(hào)、二號(hào)實(shí)現(xiàn)了“繞”月;嫦娥三號(hào)實(shí)現(xiàn)了“落”月,嫦娥四號(hào)實(shí)現(xiàn)了月球背面的軟著陸;2020年著陸在月球風(fēng)暴洋西北處呂姆克山附近的嫦娥五號(hào),則成功完成我國..地外天體采樣返回任務(wù),拿回了備受矚目的“月球土特產(chǎn)”。

在此處采集“月壤”,可是大有講究。歐陽自遠(yuǎn)表示,選擇在風(fēng)暴洋“抓土”,就是“希望對于月球距今30億年以來的歷史,增添一些我們中國科學(xué)家的突破和貢獻(xiàn)”。他們相信,此地有著月球上.晚形成的玄武巖,而月球“晚年生活”的故事,就藏在里面。

可以說,這是在嫦娥五號(hào)奔月之前,就已經(jīng)布好的“棋陣”。

這邊廂,嫦娥五號(hào)在月球精準(zhǔn)“抓土”,那邊廂,38萬公里之外的地球人實(shí)驗(yàn)室里,則在有針對性地開發(fā)能匹配月球研究課題的關(guān)鍵技術(shù)。

為有朝一日能破解月球的奧秘,科學(xué)家們摩拳擦掌?!蹲匀弧氛撐牡耐ㄓ嵶髡?、中國科學(xué)院院士、地質(zhì)地球所研究員李獻(xiàn)華告訴記者,自1999年開始,中國科學(xué)院便面向地球與行星科學(xué),著手建設(shè)微區(qū)原位分析測試平臺(tái)。技術(shù)儲(chǔ)備就緒,他們開始“盼星星,盼月亮”。

月球比想象中“活”得更久

2020年12月17日,滿載月球故事的嫦娥五號(hào)返回器,終于在我國內(nèi)蒙古四子王旗安全著陸。

之后的事情很多人都知道了。經(jīng)確認(rèn),嫦娥五號(hào)一共帶回了1731克月球樣品,這是人類時(shí)隔44年再次迎來的月球樣品。很多科學(xué)家都希望能從這些比黃金還要珍貴的樣品中“看到月球的過去”。

半年多之后,中科院地質(zhì)地球所和國家天文臺(tái)等單位牽頭的科研團(tuán)隊(duì),獲得了..批發(fā)放的嫦娥五號(hào)月球科研樣品中的一部分——3克月壤粉末和兩個(gè)巖屑光片。

一個(gè)裝有黑色月壤粉末的玻璃小瓶,就這樣送到了青年研究員楊蔚和同事的手上。要給月球測定壽命,他們首先要在月球樣品中找出記載著月球“晚年生活”的玄武巖顆粒。

但月壤粉末實(shí)在是太細(xì)了,如果處理不當(dāng),一打開瓶蓋就會(huì)被地球上的靜電效應(yīng)弄得“灰飛煙滅”。面對這些以克為單位的樣品,科研人員如履薄冰。

楊蔚和幾位年輕同事用隔離服把自己裹得嚴(yán)嚴(yán)實(shí)實(shí),進(jìn)入超凈實(shí)驗(yàn)室,對月壤樣品進(jìn)行轉(zhuǎn)移和分選,“領(lǐng)導(dǎo)們就站在門外等著,大家既緊張又期待,我們操作一步就出來報(bào)告一下進(jìn)展?!睏钗嫡f。

很快,楊蔚和同事把僅有幾微米大小的玄武巖顆粒分離了出來。大家很興奮:這些可是記錄月球歷史的“時(shí)間膠囊”??!

到這里,研究才剛剛開始。要讓玄武巖“開口講故事”,還要有一把能撬動(dòng)玄武巖嘴巴的“鑰匙”。這把“鑰匙”,就是李獻(xiàn)華團(tuán)隊(duì)的關(guān)鍵利器——“離子探針超高空間分辨率定年技術(shù)”。

李獻(xiàn)華解釋,科研團(tuán)隊(duì)改進(jìn)了商用離子探針分析儀器的關(guān)鍵硬件,能夠?qū)π〉?微米的顆粒進(jìn)行..分析。有了這樣的技術(shù)儲(chǔ)備,科研人員才能對“超迷你”尺寸的玄武巖關(guān)鍵部位進(jìn)行檢測。

研究結(jié)果表明,嫦娥五號(hào)帶回的玄武巖形成年齡為20.30±0.04億年,這意味著,月球.“年輕”的玄武巖,形成于20億年前。進(jìn)一步說,月球直到20億年前仍存在巖漿活動(dòng),這比科學(xué)家此前估算的“壽齡”,還多“活”了8億歲。

這個(gè)結(jié)論相當(dāng)于在月球的“生長曲線”上錨定了一個(gè)新的、關(guān)鍵的時(shí)間點(diǎn),填補(bǔ)了人類對月球“晚年”演化歷史認(rèn)知的空白。

多出來8億年,然后呢?

科學(xué)家并未就此停下腳步,他們對月球演化提出了新問題:多出來的8億年是怎么來的,換言之,月球?yàn)槭裁丛诰嘟?0億年前仍能保持活力?

兩個(gè)假說被接連推翻

月球.晚期巖漿活動(dòng)的成因,一直是未解之謎。此前科學(xué)界存在兩種解釋:一種可能是,巖漿的源區(qū)中富含放射性元素,從而為產(chǎn)生巖漿提供了熱源;另一種可能是,巖漿源區(qū)中富含水,因此降低了巖石的熔點(diǎn)。

為驗(yàn)證源區(qū)富含放射性元素的假說,中科院地質(zhì)地球所鉆研多年的另一件利器——“超高空間分辨率同位素分析技術(shù)”登場了。

研究結(jié)果出乎意料:科研人員并未在玄武巖樣品初始熔融時(shí)找到鉀、稀土元素、磷的“克里普物質(zhì)”等放射性生熱元素。也就是說,科學(xué)家此前誤解了月球,..種假說就此被推翻了。

為了驗(yàn)證巖漿地區(qū)富含水的假說,科研團(tuán)隊(duì)的第三件利器——“納米離子探針分析技術(shù)”派上用場。

通過測定嫦娥五號(hào)玄武巖中的水含量和氫同位素組成,科研人員發(fā)現(xiàn),“如果按重量把源區(qū)巖石分成100萬份,水含量只占1-5份”,這表明月幔非?!案伞?,并不富含水。也就是說,科學(xué)家又一次誤解了月球,第二種假說也被推翻了。

既不是放射性元素,也不是水,那么到底是什么導(dǎo)致月球壽命的延長呢?

更多月球故事有待揭秘

李獻(xiàn)華目前也不知道答案。

他告訴記者,這一系列.新研究,對月球熱演化歷史研究提出了新的科學(xué)問題,“月球冷卻如此之慢的原因并不清楚,需要全新的理論框架和演化模型,對未來的月球探測和研究提出了新的方向?!?/span>

讓人欣慰的是,探索月球奧秘的研究隊(duì)伍正在持續(xù)壯大。

國家航天局嫦娥五號(hào)月球樣品..委員會(huì)成員、中科院院士徐義剛,在中科院成果發(fā)布會(huì)當(dāng)天表示,近期,又有一批月球科研樣品發(fā)放給了科學(xué)家。有志于此的研究者可以向該委員會(huì)申請樣品。

未來連接過去,科學(xué)家就像是時(shí)間的催化劑,總能帶來驚喜?!疤斓匦S,宇宙洪荒。日月盈昃,辰宿列張。寒來暑往,秋收冬藏?!痹虑虻纳鼩v程,在某種程度上預(yù)示著地球的演化軌跡,更多故事有待揭秘。

“月球‘延壽’不是因?yàn)榉派湫栽睾退堑降资且驗(yàn)槭裁茨??我們的研究還在繼續(xù)。”楊蔚笑著對記者說。

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