10月19日,中國科學院發(fā)布了嫦娥五號月球科研樣品最新研究成果。
去年12月17日,嫦娥五號樣品艙成功著陸在內蒙古四子王旗,帶回了1731克月球樣品,這是我國首次完成地外天體樣品采集,也是人類44年來再次返回新的月球樣品。
今年7月12日,嫦娥五號任務第一批月球科研樣品正式發(fā)放,國內共有13家科研機構獲得樣品。
僅僅三個月時間,經過中國科學院地質與地球物理研究所和國家天文臺為主導,聯(lián)合多家研究機構對嫦娥五號月球樣品的研究,獲得了嫦娥五號探測器著陸區(qū)巖漿年齡、源區(qū)性質顛覆性認識。研究成果分別于10月15日和19日在《國家科學評論》發(fā)表一篇論文,10月19日之前已經在《自然》發(fā)表三篇論文,取得了突破性進展。
研究證明表明,嫦娥五號月球樣品為一類新的月海玄武巖,對著陸區(qū)巖漿年齡、源區(qū)性質給出全新的認識,月球最“年輕”玄武巖年齡為20億年,其晚期巖漿活動的熱源并非來自放射性元素,并且月幔源區(qū)幾乎沒有水。
科研人員利用超高空間分辨率鈾-鉛(U-Pb)定年技術,對嫦娥五號月球樣品玄武巖巖屑中50余顆富鈾礦物(斜鋯石、鈣鈦鋯石、靜海石等)進行分析,確定玄武巖形成年齡為20.30±0.04億年,證實月球最“年輕”玄武巖年齡為20億年。也就是說,月球直到20億年前仍存在巖漿活動,比以往月球樣品限定的巖漿活動停止時間這項研究將月球的“生命線”延長了約8億年。
基于地質地球所研發(fā)的超高空間分辨同位素分析技術,查明嫦娥五號玄武巖具有虧損的初始Sr-Nd 同位素和低的238U/204Pb值,證明玄武巖形成時未卷入克里普(富鉀、稀土、磷)物質,全巖高稀土元素的含量產生于低比例熔融和高程度分離結晶。該研究結果揭示了月球晚期巖漿過程,排除了其源區(qū)富放射性生熱元素的主流假說。
對于巖漿源區(qū)是否富含水,科研團隊利用地質地球所納米離子探針研發(fā)的分析技術,計算嫦娥五號玄武巖中的水含量和氫同位素組成,獲得月幔源區(qū)的水含量僅為1-5微克/克,也就是說月幔非常的“干”。 李獻華指出,這一發(fā)現(xiàn)也排除了月幔初始熔融時因水含量高而具有低熔點,導致該區(qū)域巖漿活動持續(xù)時間異常延長的猜想。
另據(jù)獲悉,嫦娥五號月球樣品首個研究成果10月8日凌晨發(fā)表在國際學術期刊《科學》雜志上。研究團隊用詳盡的微區(qū)原位高分辨率二次離子質譜(SHRIMP)定年數(shù)據(jù)和堅實的巖石礦物地球化學數(shù)據(jù),證明了月球直至19.6億年前仍存在巖漿活動,使此前已知的月球地質壽命延長了約10億年。
對于首批由我國科學家主導獨立完成的嫦娥五號月球科研樣品研究成果,國內外領域專家給予了高度評價。
10月15日,在中科院地質與地球物理研究所月球樣品潔凈室,田恒次副研究員在處理月球樣品
10月18日,在中科院地質與地球物理研究所電子探針與掃描電鏡實驗室,科研人員在做實驗
10月18日,在中科院地質與地球物理研究所電子顯微鏡實驗室,團隊科研人員在討論實驗進展
中科院地質與地球物理研究所電子探針與掃描電鏡實驗室團隊
中科院地質與地球物理研究所電子顯微鏡實驗室團隊
中科院地質與地球物理研究所多接收等離子體質譜實驗室團隊
中科院地質與地球物理研究所離子探針實驗室團隊
中科院地質與地球物理研究所納米離子探針實驗室團隊