中国科学家精确测定月球年龄为20.3亿年

中国科学家精确测定月球年龄为20.3亿年2020年12月17日,嫦娥五号带回1731克月球样品,这是我国首次完成地外天体样品采集,也是时隔44年,人类再次带回月球样品。首批月球样品于2021年7月12日向国内科学家发放,目前已完成五次样品分发,共计198份、65.1克。样品发放一年半以来,相关研究已有50多项成果在国内外重要学术期刊发表,推动我国月球科学研究进入国际前沿。首批相关研究成果于2021年10月发布,在着陆区火山活动时代、源区性质等方面获得颠覆性认识,相关工作在《科学》和《自然》共发表四篇论文,在国际学术界引起巨大反响。2022年9月,国家航天局、国家原子能机构联合发布中国科学家首次在月球上发现新矿物“嫦娥石”,这是人类在月球上发现的第六种新矿物,我国成为世界上第三个在月球发现新矿物的国家。本次研讨会邀请14位专家作报告,介绍了嫦娥五号样品的申请评审使用情况、研究的最新成果和未来嫦娥六号采样任务。中国科学院地质与地球物理研究所李献华院士在报告中披露,我们中国科学院地质与地球物理团队2021年取得很好的成就,发表了三篇的《自然》文章,精确测定了嫦娥五号月壤样品的年龄是20.3亿年,而过去认为30亿年最晚到28亿年就结束了。嫦娥五号月球样品研究部分代表性成果——(1)嫦娥五号玄武岩揭秘月球年轻火山成因之谜2021年,中国科学家对嫦娥五号玄武岩的研究,证实月球火山活动可以一直持续到20亿年前,不仅刷新了人类对月球岩浆活动和热演化历史的认知,也提出了新的科学问题:月球火山活动为什么持续如此之久。针对这一科学问题,中国科学院地质与地球物理研究所研究团队,采用新研发的扫描电镜能谱定量扫描技术分析了岩屑的全岩主量成分,结合一系列岩浆分离结晶模拟和热力学模拟计算,恢复了嫦娥五号玄武岩和阿波罗低钛玄武岩的初始岩浆成分,限定了不同时期月球火山岩的源区组成,获得了它们熔融的温压条件。研究发现,与古老的阿波罗低钛玄武岩相比,年轻的嫦娥五号玄武岩的初始岩浆含有更高钙和钛,可能因为源区含有更高的(约20%)岩浆洋晚期形成的单斜辉石-钛铁矿堆晶体,导致月幔熔点降低,诱发年轻火山的形成。此工作量化了月球内部缓慢冷却的热演化过程,为“月球年轻火山成因”这一重要科学问题提供了全新的解释,将为启发新的月球冷却模型的建立,深化我们对月球的起源和演化的认识。(2)嫦娥五号月壤玻璃珠年代学探讨内太阳系动力学月壤中含有大量玻璃,撞击成因玻璃是了解内太阳系撞击历史的重要研究对象,能够反映月壳物质组成和内太阳系的撞击动力学。中国地质科学院地质研究所、中国地质大学(武汉)、澳大利亚科廷大学和国立大学、布朗大学、曼彻斯特大学、山东省地质科学研究院、瑞典自然历史博物馆、诺特丹大学的学者组成的国际研究团队对嫦娥五号月壤中的玻璃珠开展了系统的离子探针U-Pb定年,建立撞击溅射物数值模拟等方法,获得嫦娥五号撞击玻璃球粒准确的撞击年龄,并限制了月球上撞击玻璃球粒的传输距离应小于150km。通过与撞击坑频率年龄对比,初步确定了产生嫦娥五号撞击玻璃球粒的源撞击坑,并讨论了撞击玻璃球粒的年龄分布与内太阳系撞击体迁移的动力学过程,表明月球撞击通量变化可能与小行星带动力学过程有关。此工作首次获得了嫦娥五号月壤中的多组撞击玻璃球粒年龄,并与着陆区撞击坑关联,证实了月球20亿年以来撞击频率随着时间变化,这意味着地球历史上经历过撞击频率高于平均水平的时期,为地月系统撞击历史研究提供新的方向。(3)嫦娥五号样品中发现高含量的太阳风成因水相比于阿波罗和月球号在月球低纬度采样,嫦娥五号所采集的中纬度月球样品,为探究月表水含量和保存机制提供了全新的窗口。中国科学院地球化学研究所研究团队对嫦娥五号月壤样品中的辉石、橄榄石和斜长石矿物开展研究,分析了不同矿物中水的成因、含量与赋存状态,发现嫦娥五号矿物表层中存在大量的太阳风成因水,估算出太阳风质子注入为嫦娥五号月壤贡献的水含量至少为170ppm。结合透射电镜与能谱分析,揭示了太阳风成因水的形成和保存主要受矿物的暴露时间、晶体结构和成分等影响。此工作证实了月表矿物是水的重要“储库”,为月表中纬度地区水的分布提供了重要参考。(4)嫦娥五号样品月壤矿物中发现新矿物,命名为嫦娥石中国科学家首次发现月球新矿物,不仅体现了中国现代科技和工程技术水平,而且也是中国人对人类开展月球研究和深空探测的贡献。核工业北京地质研究院通过对样品进行详细研究,在十四万个月壤颗粒里找到了一个可以解结构的嫦娥石颗粒,并用聚焦离子束把它切割并提取出来,这是一颗4*7*10微米的颗粒。这项发现增添了矿物族新成员,特别是外星体矿物新成员,推动了矿物学学科的发展,为月球、行星科学研究提供了新的科学数据,具重大科学意义。该矿物是人类在月球上发现的第六种新矿物,我国成为世界上第三个在月球发现新矿物的国家。此工作发现嫦娥石形成于不同的环境和条件,通过研究其形成条件,可以为分析月球岩浆演化提供线索。(5)嫦娥五号样品月壤成分特征嫦娥五号样品是否可以代表着落区玄武岩的平均化学成分需要研究。中国地质大学(武汉)研究团队针对月壤样品建立一种新的分析技术,在最低2毫克样品极低损耗量情况下,同时准确测定了月壤中48种主量和微量元素含量。经过对两批次的铲取月壤进行七次抽样分析,结果高度一致,与国家天文台团队采用不同分析方法,对不同批次不同用量的月壤分析结果相同;与嫦娥五号任务遥感数据也一致,表明铲取月壤很均匀,可以代表着落区玄武岩的平均化学成分。经过与118个美国Apollo月壤样品、3个前苏联Luna样品的对比,我们发现嫦娥五号样品在化学成分上富铁、中钛、富钍。此外,镍含量远高于玄武岩,这表明有陨石加入,根据镍含量,估计有1%左右的陨石物质加入到月壤中。嫦娥五号着陆区位于风暴洋西北部的月海,但也可能存在月海之外的物质,源于撞击溅射混染。山东大学团队利用激光显微拉曼光谱技术了两份嫦娥五号月壤,研究发现嫦娥五号月壤的辉石和橄榄石矿物化学成分范围基本与嫦娥五号玄武岩一致,但仍存在少量(~5-7%)的富镁(Mg#>70)物质,这些富镁的镁铁质矿物有可能与Apollo样品中的镁质岩套岩石有关。推断嫦娥五号着陆区可能包含5-7%的外来镁质溅射物,其可能源自远离着陆区的大型撞击坑挖掘出的月壳物质。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1339691.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1339691.htm

相关推荐

封面图片

中国科学家推测月球年龄为20.3亿年

中国科学家推测月球年龄为20.3亿年中国国家航天局根据嫦娥五号采取的月球样品,推测月球的年龄为20.3亿年。据央视新闻星期二(1月17日)报道,嫦娥五号的首批样品于2021年7月12日向中国科学家发放,目前已完成五次样品分发,共计198份65.1克。科学家团队2021年通过对嫦娥五号采集月球样品中玄武岩的研究,证实月球火山活动可以一直持续到20亿年前,刷新了人类对月球岩浆活动和热演化历史的认知。中国科学院地质与地球物理研究所院士李献华说,中国科学院地质与地球物理团队2021年发表了三篇的《自然》文章,精确测定了嫦娥五号月壤样品的年龄是20.3亿年,过去认为30亿年最晚到28亿年就结束了。他说,通过对嫦娥五号月球样品的研究,加深了人类对于月球的认识,因此他们也更加期待嫦娥六号任务能够带来更多新的发现。李献华说,南极艾肯盆地直径非常大,超过2000公里,是太阳系最大的撞击坑,它很可能揭示了月球形成早期的很多的信息。嫦娥六号将是人类第一次到月球背面去取样返回,而且这个样品它带来的对月球演化的早期的信息有非常重要的科学意义。发布:2023年1月17日10:00PM

封面图片

我国科学家发现嫦娥五号月壤矿物中存在高含量的水

我国科学家发现嫦娥五号月壤矿物中存在高含量的水遥感探测发现月表普遍存在水(OH/H₂O),然而由于缺乏直接的样品分析证据,月表水的成因和分布一直存在争议。近日,中国科学院地球化学研究所科研团队针对嫦娥五号月壤样品开展了研究,通过红外光谱和纳米离子探针分析,发现嫦娥五号矿物表层中存在大量的太阳风成因水,估算出太阳风质子注入为嫦娥五号月壤贡献的水含量至少为170ppm。PC版:https://www.cnbeta.com/articles/soft/1315087.htm手机版:https://m.cnbeta.com/view/1315087.htm

封面图片

中国首次发现月球新矿物

中国首次发现月球新矿物中秋来临前夕,中国国家航天局、国家原子能机构星期五(9月9日)联合在北京发布嫦娥五号最新科学成果:中国科学家首次在月球上发现的新矿物被命名为“嫦娥石”。该矿物是人类在月球上发现的第六种新矿物,中国成为世界上第三个在月球发现新矿物的国家。根据中新网报道,2020年12月17日,中国嫦娥五号月球探测器携带1731克月球“土特产”成功返回地球,这是时隔40多年后人类再次采集月球样品,也使中国成为第三个成功采集月球样品的国家。去年6月,嫦娥五号月球样品向全社会开放申请。核地研院是首批获得月球样品的13家研究机构之一,先后有3个课题获得批准,分别是“嫦娥五号月球样品聚变核能核素(3He)研究”、“嫦娥五号月球样品铀(钍)核能核素及同位素研究”以及“月球核能元素铀系核素研究及意义”;目标是开展自主月球裂变、聚变资源基础地质研究,为月球演化和月球资源评价提供重要基础数据。在对第一批获得的月壤粉末样品进行矿物学研究的过程中,核地研院科研团队发现了新矿物的线索。当时它是一个10微米左右的颗粒,和辉石交互共生在一起,无论实验手段还是后期的数据处理都没有办法把辉石剔除干净,因此一直没有获得理想的结构数据。在申请到第二个月壤样品后,科研团队统计了样品靶上14万个颗粒,找到了一些新矿物的踪迹,但有希望测到单晶结构的只有一颗,而这一颗还裂成了三小块。最终团队使用聚焦离子束电镜切出了一颗10*7*4微米的纯的单晶颗粒,也就是普通人头发丝平均直径十分之一不到的大小。科研人员随后将颗粒转移到单晶衍射仪上收集衍射数据,最后解译出新矿物的晶体结构。他们对新矿物进行了拉曼光谱分析、晶体光性描述、物理性质计算等,通过系统详尽的矿物学研究确定其为一种从未被发现过的新矿物。这个全新的月球矿物被命名为“嫦娥石”,其英文名为Changesite-(Y),由change(嫦娥的汉语拼音)+s+ite(英文后缀,表示矿物)+Y(特殊成分后缀)组成。...发布:2022年9月9日10:13PM

封面图片

嫦娥五号首次发现月球天然玻璃 建基地的好材料

嫦娥五号首次发现月球天然玻璃建基地的好材料对于嫦娥五号带回的迄今最高纬度、最年轻的月壤样品,中科院物理研究所、北京凝聚态物理国家研究中心开展了系统的物质科学研究。通过综合分析月壤中玻璃/非晶物质的形态、成分、微观结构和形成机制,研究团队发现了多种类型、不同起源的月球玻璃物质,构建了月壤玻璃/非晶相的分类目录,并从玻璃形成的角度揭示了采样点月球表面的空间环境特征及其对月表物质的改造作用。研究发现,月球表面存在着固、液、气多种转变路径的玻璃起源。月球表面频繁遭受陨石及微陨石撞击,导致矿物熔化和快速冷却,产生了各种形态的玻璃物质,包括旋转形状的玻璃珠(球状、椭球状、哑铃状等)、气孔构造的胶结质、流体形态的溅射物等。这些撞击起源的玻璃物质,记录了月球表面从数千米到纳米的多尺度撞击事件,而相关凝固玻璃的形态,取决于撞击温度主导的玻璃形成液体的粘度,由此可反演陨石的撞击强度。嫦娥五号月壤中球状、椭球状、哑铃状等旋转特征的玻璃珠嫦娥五号月壤中不同长径比的玻璃纤维尤为值得注意的是,嫦娥五号月壤中的玻璃物质,具有一些和美国阿波罗月壤显著不同的特征。首先,研究团队在嫦娥五号月壤中首次报道了天然存在的玻璃纤维。这些具有超高长径比的玻璃纤维,形成于撞击过程中粘稠液体的热塑成型,就像是实验室中通过热拉拔的方法制造非晶丝一样。和低长径比的玻璃珠相比,形成玻璃纤维的液体粘度更高,意味着对应的撞击温度和撞击速率更低,反映了月球表面较为温和的微撞击事件。这些天然的玻璃纤维证明,月壤具有良好的玻璃形成能力和优异的加工成型特性,肯定了在月球表面就地取材利用月壤加工生产玻璃建材的可行性,将为未来月球基地建设提供重要支撑。此外,嫦娥五号月壤表面的纳米沉积非晶层,远薄于阿波罗月壤样品,而且几乎不含有难熔元素以及纳米金属铁颗粒,仅由Si和O组成。这说明,气化月表物质的微陨石撞击强度更低,导致每次撞击事件产生的热蒸汽量更少,而且温度更低不足以气化其他难熔元素。这一发现不仅成功解释了嫦娥五号月壤高风化程度和低玻璃含量的矛盾,也对着陆区月球表面的太空风化、光谱特征和水含量等科学问题的研究具有指导意义。嫦娥五号月壤颗粒表面的气相沉积非晶层月球表面各类玻璃物质的不同起源示意图...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1358547.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1358547.htm

封面图片

中国科学家为月球绘制高清地质“写真集”

中国科学家为月球绘制高清地质“写真集”月球表面的陨石坑什么样?月球上有哪些岩石和矿产?月球经历过怎样的地质活动?在这套“写真集”里,都可以直观地看到。我国科研团队绘制的全月地质图。(中国科学院地球化学研究所供图)为什么要绘制这套“写真集”?月球是离我们最近的星体,千百年来,人类从未停止过对月球的探索。随着美国阿波罗、苏联“月球”、中国“嫦娥”等探月活动的开展,人类对月球的认识水平前所未有地提升。“月球地质图是月壳表层地质构造、岩浆活动、矿产分布等信息的综合表达,能够集中、直观地呈现人类对月球的观测、研究成果。”中国科学院地球化学研究所研究员刘建忠介绍,绘制月球地质图,能够帮助人们更好地认识月球,也能为月球科研与探测,乃至月球基地建设提供有力支撑。长期以来,国际上使用的月球地质图,主要是基于美国阿波罗计划获取的数据和资料。随着当前国际上月球探测研究的加速发展,这些月球地质图已明显滞后。“这些地质图中,精度较高的只有局部图,覆盖全月的只有1:500万的比例尺精度。”刘建忠说,这些月球地质图的绘制年代较早,人类近几十年来的最新研究成果并没有得到充分体现。有鉴于此,2012年,中国月球探测工程首任首席科学家欧阳自远院士提出开展新的月球地质图编研的设想。此后,来自中国科学院地球化学研究所、吉林大学、山东大学等多家单位的科研人员组成的编研团队“十余年磨一剑”,绘成了这套“写真集”。我国科研团队绘制的月球构造纲要图。(中国科学院地球化学研究所供图)“编制月球地质图,需要月球起源演化理论的指导,也离不开现实观测数据的支撑。”刘建忠说,编研团队始终将地质编图与综合研究紧密结合。编研团队创造性地建立了“三宙六纪”的月球地质年代划分方案,建立了以内、外动力地质演化为主线的月球构造和岩石类型分类体系,构建了月球撞击盆地和盆地建造亚类的分类体系,搭建起月球地质图的“骨架”。我国嫦娥工程科学探测数据则令月球地质图“血肉丰满”。“这些数据为我们区分月海与非月海区域、识别撞击坑物质、分析盆地构造等工作提供了支撑。”刘建忠说。这套“写真集”精度如何?得益于嫦娥工程科学探测数据的高精度,这套“写真集”的比例尺为1:250万,精度达到此前月球全月地质图的约2倍。我国科研团队绘制的全月岩石类型分布图。(中国科学院地球化学研究所供图)这套图集包含一幅月球全月地质图(主图)、一幅全月岩石类型分布图、一幅月球构造纲要图和30幅月球标准分幅地质图。在主图上,可以看到全月12341个撞击坑、81个撞击盆地,辨别出17种岩石类型、14类构造。人类探测器着陆点、特殊高程点等一些特殊要素,在图集中也有显示。“目前,该图集已集成至我国科学家搭建的数字月球云平台上,未来我们还将编制更高精度的月球地质图,服务于月球科学研究、科普教育以及我国月球探测工程。”刘建忠说。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1428059.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1428059.htm

封面图片

中国学者在嫦娥五号月壤的太空风化特征及成因方面取得进展

中国学者在嫦娥五号月壤的太空风化特征及成因方面取得进展相关成果以“来自嫦娥五号年轻富铁玄武岩风化形成的成熟月壤(MaturelunarsoilsfromFe-richandyoungmarebasaltsintheChang’e-5regolithsamples)”为题,于2022年12月12日在《自然·天文》(NatureAstronomy)杂志在线发表。论文链接:https://www.nature.com/articles/s41550-022-01838-1地球上大气、水和生物与地表岩石和矿物相互影响产生了复杂的风化作用,长期以来改变着地表形貌,致使岩石破碎成疏松的土壤。月球上虽没有浓密大气和大规模的液态水,也没有任何形式的生命,但同样存在特殊的“太空风化”过程,甚至作用时间长达数十亿年。高能宇宙射线、太阳风和微流星体撞击是月表太空风化的主控因素。与地球上的风化作用不同的是,月表太空风化在月壤颗粒边缘产生纳米级粒径的金属铁单质(纳米铁),能够改变月表物质的光谱特征。一般来讲,月壤经受太空风化的作用时间越久,其含有的纳米铁越多,月壤也就越为成熟。由于先前Apollo/Luna样品采样点的空间(9°S?27°N)和时间(30?40亿年)局限性,对于月表年轻玄武岩的太空风化作用的研究仍需要新的样品予以约束。2020年12月1日,我国嫦娥五号任务成功着陆于月球风暴洋北部(43.06°N),返回了迄今为止最为年轻(~20亿年)且极为富铁(氧化铁含量百分比~22.5%)的月海玄武岩样品。除了可用的实验室分析月壤的样品之外,嫦娥五号在采样前后对着陆区域进行了原位光谱测量(图),这为研究年轻玄武岩的太空风化机制提供了重要契机。本研究获得了嫦娥五号着陆点月壤层的纳米铁成分组成的百分比(0.48±0.03%)和成熟度指数(~66±3.2)等重要月壤参数,揭示出年轻富铁玄武岩存在特殊的空间风化机制,即在太空风化作用过程中会使该类型月壤更快地产生纳米铁并加速聚集形成粒径更大的金属铁团簇。这为认识月球表面物质与空间环境相互作用提供了全新的视角。嫦娥五号玄武岩尽管很年轻,但嫦娥五号月壤却较为成熟,甚至比部分Apollo月壤的成熟度还高。利用月球轨道探测获取的多光谱遥感图像,本研究获得了嫦娥五号着陆点周围的纳米铁丰度图(图),清晰地显现出反射率图像中无法分辨出的溅射物边界。嫦娥五号恰好着陆在徐光启撞击坑(直径约为400米)的溅射纹之上,这揭示嫦娥五号月壤主要来源于徐光启撞击坑的挖掘作用,而后经历了大约2.4?3亿年的太空风化作用和宇宙暴露历史。该研究综合利用嫦娥五号月壤样品和月面原位光谱等多源数据约束了嫦娥五号月壤的来源和暴露年龄,揭示了月球年轻玄武岩的独特太空风化特征,为富铁月壤中特殊的太空风化机制提供了新的观测证据。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1338117.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1338117.htm

🔍 发送关键词来寻找群组、频道或视频。

启动SOSO机器人