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分析仪器技术助力嫦娥五号月球样品的新发现
2021/10/25来源:分析仪器分会阅读:2380 次

       10月19日,中国科学院发布了嫦娥五号月球科研样品最新研究成果。

       去年12月17日,嫦娥五号样品舱成功着陆在内蒙古四子王旗,带回了1731克月球样品,这是我国首次完成地外天体样品采集,也是人类44年来再次返回新的月球样品。

       今年7月12日,嫦娥五号任务第一批月球科研样品正式发放,国内共有13家科研机构获得样品。

       仅仅三个月时间,经过中国科学院地质与地球物理研究所和国家天文台为主导,联合多家研究机构对嫦娥五号月球样品的研究,获得了嫦娥五号探测器着陆区岩浆年龄、源区性质颠覆性认识。研究成果分别于10月15日和19日在《国家科学评论》发表一篇论文,10月19日之前已经在《自然》发表三篇论文,取得了突破性进展。

       研究证明表明,嫦娥五号月球样品为一类新的月海玄武岩,对着陆区岩浆年龄、源区性质给出全新的认识,月球最“年轻”玄武岩年龄为20亿年,其晚期岩浆活动的热源并非来自放射性元素,并且月幔源区几乎没有水。

       科研人员利用超高空间分辨率铀-铅(U-Pb)定年技术,对嫦娥五号月球样品玄武岩岩屑中50余颗富铀矿物(斜锆石、钙钛锆石、静海石等)进行分析,确定玄武岩形成年龄为20.30±0.04亿年,证实月球最“年轻”玄武岩年龄为20亿年。也就是说,月球直到20亿年前仍存在岩浆活动,比以往月球样品限定的岩浆活动停止时间这项研究将月球的“生命线”延长了约8亿年。

       基于地质地球所研发的超高空间分辨同位素分析技术,查明嫦娥五号玄武岩具有亏损的初始Sr-Nd 同位素和低的238U/204Pb值,证明玄武岩形成时未卷入克里普(富钾、稀土、磷)物质,全岩高稀土元素的含量产生于低比例熔融和高程度分离结晶。该研究结果揭示了月球晚期岩浆过程,排除了其源区富放射性生热元素的主流假说。

       对于岩浆源区是否富含水,科研团队利用地质地球所纳米离子探针研发的分析技术,计算嫦娥五号玄武岩中的水含量和氢同位素组成,获得月幔源区的水含量仅为1-5微克/克,也就是说月幔非常的“干”。 李献华指出,这一发现也排除了月幔初始熔融时因水含量高而具有低熔点,导致该区域岩浆活动持续时间异常延长的猜想。

       另据获悉,嫦娥五号月球样品首个研究成果10月8日凌晨发表在国际学术期刊《科学》杂志上。研究团队用详尽的微区原位高分辨率二次离子质谱(SHRIMP)定年数据和坚实的岩石矿物地球化学数据,证明了月球直至19.6亿年前仍存在岩浆活动,使此前已知的月球地质寿命延长了约10亿年。

       对于首批由我国科学家主导独立完成的嫦娥五号月球科研样品研究成果,国内外领域专家给予了高度评价。

10月15日,在中科院地质与地球物理研究所月球样品洁净室,田恒次副研究员在处理月球样品

10月18日,在中科院地质与地球物理研究所电子探针与扫描电镜实验室,科研人员在做实验

10月18日,在中科院地质与地球物理研究所电子显微镜实验室,团队科研人员在讨论实验进展

中科院地质与地球物理研究所电子探针与扫描电镜实验室团队

中科院地质与地球物理研究所电子显微镜实验室团队

中科院地质与地球物理研究所多接收等离子体质谱实验室团队

中科院地质与地球物理研究所离子探针实验室团队

中科院地质与地球物理研究所纳米离子探针实验室团队

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