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月亮“长”了8亿岁?嫦娥五号月壤研究揭示月球

月球很忙。作为地球唯一的自然卫星,在绕地飞行的数十亿年里,它既要受邀出席中国唐代诗人李白的酒宴,又要为20世纪中叶开启的美苏“太空竞赛”提供活动场地,还要用自己的演化进程,帮助地球人解答“我从哪儿来,要到哪儿去”。

然而,月球究竟“活”了多少时间,很少有人能说得清楚。

约45亿年前,月球还是个“宝宝”,一出生就是一团滚烫岩浆,向宇宙昭示着它的活力。而后历经数十亿年的光景,月球逐渐步入“晚年”,岩浆活动逐渐停止,直到完全冷却“死去”……昔日岩浆变成冰冷月海,将光阴的故事凝固在玄武岩里。

此前,地球上的月球陨石,以及美国、苏联采集而来的月球样本,不断告诉人们,月球的生命特征之一——岩浆活动持续到大约28亿-30亿年前。但是,对于月球岩浆活动停止的确切时间,科学界一直存在争议。

科学家只拼凑出月球演化故事的中间部分,对于最为关键的“开头”和“结局”却知之甚少。月球的“童年”和“晚年”到底是怎样度过的?

最近,中国科学家通过嫦娥五号采回的月球样品,终于破解了月球部分“晚年生活”之谜。10月19日,中国科学院地质与地球物理研究所(以下简称“地质地球所”)和中国科学院国家天文台主导,联合多家研究机构在国际学术期刊《自然》发表了相关研究的学术论文。

这份研究显示,人们之前想错了,月球的岩浆活动一直持续到距今约20亿年,月球的寿命比此前推测的又延长了约8亿岁;更有意思的是,最新研究还发现,放射性元素和水,在月球“延寿”这件事上可能都没帮上忙。

这到底是怎么回事?

奔月前布下的“棋阵”

要解决科学问题,首先得有研究对象,而研究月球最好的对象之一,就是“月壤”。

在前不久举行的中国科学院科研成果发布会现场,中国科学院院士、嫦娥工程顾问欧阳自远谈及“月壤”重要性时说:“‘抓土'是有讲究的,嫦娥五号可不是随便抓了一把土回来。”

我国在2004年开启的探月工程——嫦娥工程布局了“绕”“落”“回”三步走战略。嫦娥一号、二号实现了“绕”月;嫦娥三号实现了“落”月,嫦娥四号实现了月球背面的软着陆;2020年着陆在月球风暴洋西北处吕姆克山附近的嫦娥五号,则成功完成我国首次地外天体采样返回任务,拿回了备受瞩目的“月球土特产”。

在此处采集“月壤”,可是大有讲究。欧阳自远表示,选择在风暴洋“抓土”,就是“希望对于月球距今30亿年以来的历史,增添一些我们中国科学家的突破和贡献”。他们相信,此地有着月球上最晚形成的玄武岩,而月球“晚年生活”的故事,就藏在里面。

可以说,这是在嫦娥五号奔月之前,就已经布好的“棋阵”。

这边厢,嫦娥五号在月球精准“抓土”,那边厢,38万公里之外的地球人实验室里,则在有针对性地开发能匹配月球研究课题的关键技术。

为有朝一日能破解月球的奥秘,科学家们摩拳擦掌。《自然》论文的通讯作者、中国科学院院士、地质地球所研究员李献华告诉记者,自1999年开始,中国科学院便面向地球与行星科学,着手建设微区原位分析测试平台。技术储备就绪,他们开始“盼星星,盼月亮”。

月球比想象中“活”得更久

2020年12月17日,满载月球故事的嫦娥五号返回器,终于在我国内蒙古四子王旗安全着陆。

之后的事情很多人都知道了。经确认,嫦娥五号一共带回了1731克月球样品,这是人类时隔44年再次迎来的月球样品。很多科学家都希望能从这些比黄金还要珍贵的样品中“看到月球的过去”。

半年多之后,中科院地质地球所和国家天文台等单位牵头的科研团队,获得了第一批发放的嫦娥五号月球科研样品中的一部分——3克月壤粉末和两个岩屑光片。

一个装有黑色月壤粉末的玻璃小瓶,就这样送到了青年研究员杨蔚和同事的手上。要给月球测定寿命,他们首先要在月球样品中找出记载着月球“晚年生活”的玄武岩颗粒。

但月壤粉末实在是太细了,如果处理不当,一打开瓶盖就会被地球上的静电效应弄得“灰飞烟灭”。面对这些以克为单位的样品,科研人员如履薄冰。

杨蔚和几位年轻同事用隔离服把自己裹得严严实实,进入超净实验室,对月壤样品进行转移和分选,“领导们就站在门外等着,大家既紧张又期待,我们操作一步就出来报告一下进展。”杨蔚说。

很快,杨蔚和同事把仅有几微米大小的玄武岩颗粒分离了出来。大家很兴奋:这些可是记录月球历史的“时间胶囊”啊!

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