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      “嫦娥石”如何被發現?其發現和命名有何意義?

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      “嫦娥石”如何被發現?其發現和命名有何意義?

      2022年09月10日 04:10 來源:中國紀檢監察報
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        我國成為第三個發現月球新礦物國家 人類已在月球發現六種新礦物

        月亮之上嫦娥石

        本報記者 段相宇

        9月9日,中國傳統節日中秋佳節前夕,國家航天局、國家原子能機構聯合在京發布嫦娥五號最新科學成果:中國科學家首次在月球上發現新礦物,并命名為“嫦娥石”。

        “‘嫦娥石’,取名太美了!”這份來自月球的“中秋禮物”,讓網友們紛紛點贊屬于中國人的“硬核”浪漫?!版隙鹗比绾伪话l現?其發現和命名有何意義?月球樣品研究還有哪些新進展?記者采訪了有關單位和科研人員。

        “嫦娥石”系人類在月球發現的第六種新礦物,中國成為第三個發現月球新礦物的國家

        據了解,“嫦娥石”是一種磷酸鹽礦物,呈柱狀晶體,存在于月球玄武巖顆粒中。中核集團核工業北京地質研究院(以下簡稱“中核集團核地研院”)月球樣品研究團隊,通過X射線衍射等一系列高新技術手段,在十四萬個月球樣品顆粒中,分離出一顆粒徑約10微米大小的單晶顆粒,并成功解譯其晶體結構。經國際礦物學協會(IMA)新礦物命名及分類委員會(CNMNC)投票通過,確證為一種新礦物。

        “新礦物的發現,為月球形成和演化提供了更多基礎科學數據,深化了人類對月球和太陽系的認知?!眹以幽軝C構副主任董保同介紹,該礦物是我國首次發現的月球新礦物,也是人類在月球上發現的第六種新礦物,我國成為世界上第三個取回月球樣品的國家,第三個發現月球新礦物的國家,為和平利用和合作開發太空資源貢獻了中國力量。

        “嫦娥石”,英文Changesite-(Y),是中核集團核地研院月球樣品研究團隊為它精心挑選的名字?!笆紫?,這是紀念我國嫦娥工程首次取回的月球樣品;然后,它明確了該礦物來自中國傳統神話‘嫦娥’(Chang’E)的居住地(site),即月球;同時也表明該礦物取自嫦娥五號(Chang’E)的降落點(site);最后,‘S’既是中文‘石-Shi’又是英文‘石-Stone’開頭的第一個字母,從發音上也更接近嫦娥石,國內國際都很好理解?!眻F隊牽頭人李子穎說。

        國家航天局、國家原子能機構新聞宣傳辦公室主任孟華表示,“嫦娥石”是繼“廣寒官”“織女”“河鼓”等35個月球地理實體命名后,月球科學探索領域又一具有中國文化特色、并被國際社會認可的月球相關名稱,再次展示了科學技術與文化藝術融合的中國式浪漫。

        分樣挑樣、掃描切割、分析破譯,“嫦娥石”的發現源于科研團隊堅持專注和我國核地質科學可靠實力

        2020年12月17日,嫦娥五號攜帶1731克月球樣品返回地球。2021年6月,嫦娥五號月球樣品向全社會開放申請。經申請批準,中核集團核地研院先后獲得月壤科研樣品50毫克、月球樣品光片1個,成為首批開展嫦娥五號月球樣品研究的單位之一。

        分樣過程是月壤研究中“最刺激、最緊張”的環節?!拔覀兒炗喌膮f議中,這50毫克的月壤科研樣品最多只能損耗20毫克?!敝泻思瘓F核地研院第一批月球樣品責任人黃志新介紹,用好每一個顆粒、確保極低的樣品損失量是團隊每個人的共識。分樣在超凈室中進行,使用百萬級天平,可以精確到0.001mg?!懊看畏Q量都先是目估,死死盯著取樣勺里幾乎看不見的‘小黑點’,再三權衡,估摸著不能超量才敢倒入樣品槽中。每個空樣品槽稱三遍,放入樣品后再稱三遍,以確保稱量準確?!?/p>

        挑樣也是實驗的一大特色。實驗中,需要將月壤按粒度和礦物種類分為7個組,在顯微鏡下操作,使用針頭小于0.5微米的納米取樣針,將月壤按分組規則一顆一顆轉移到定制的銅坩堝中。申請到的月壤顆粒按密度保守計算,每1毫克樣品中不少于10000個顆粒,因此轉移的過程至少重復了上萬次。

        掃描電鏡反復確認、準確定位所需分離切割的礦物,高能的聚焦離子束從礦物四周進行斜向切割,底部斜向“入刀”使目標礦物實現和周圍圍巖分離……通過對第一批月壤科研樣品開展系統研究,科研人員終于發現了新礦物的蹤跡,并測定該礦物的化學組成。經過一系列艱苦工作,研究團隊準確確定該礦物的晶體結構,最終確定了這個新礦物。

        “是什么讓我們能抓住這十四萬分之一的機會?”在李子穎等科研人員看來,充分的實驗技術準備、扎實的專業能力和科研素養是重要原因。自“十一五”期間開始,在國家原子能機構和中核集團等支持下,中核集團核地研院陸續建立了高精尖分析檢測實驗室,能力水平大大提高?!翱创丝痰某删?,與半個多世紀以來,核地質科學家們不斷探索更多未知的創新實踐息息相關?!崩钭臃f說。

        深化月球樣品研究,為月球成因、演化和深空科學探測提供重要支撐,帶動一系列相關科學技術進步

        月球樣品研究是典型的前沿基礎科學研究,將推動帶動一系列相關科學技術進步。

        中核集團黨組成員、總會計師王學軍介紹,“嫦娥石”的發現是礦物學基礎研究領域的重大突破,是從0到1的原創性成果,豐富了人類礦物學寶庫的內容,促進了礦物學學科的發展,為月球成因、演化和深空科學探測提供新的重要支撐。

        在發現“嫦娥石”的同時,研究團隊還首次準確測定了嫦娥五號月球樣品中未來潛在的核聚變資源氦-3含量,確定了最佳提取溫度。這為我國后續月球氦-3資源的遙感預測和資源總量估算,以及氦-3資源未來開發和經濟評價提供了基礎科學數據。此外,通過系統研究并獲得月壤顆粒的典型形貌特征,也為研究月壤形成提供了科學依據。

        據介紹,國家航天局已完成四批152份共計53625.7毫克的月球樣品發放,有33家科研單位的98位申請人通過申請。中科院、教育部、自然資源部、中核集團等多個單位獲批承擔月球樣品研究工作,國外科學家、留學生也參加了聯合研究。

        探月工程副總指揮、探月與航天工程中心主任劉繼忠介紹,各科研團隊都積極開展研究工作,取得了顯著成果。目前已在國內外著名學術期刊上發表文章23篇,申請專利1項。近期發布的成果主要包括巖漿分異、太空風化、氦-3氣體以及生物能轉化等方面,對認識月球起源與演化,探尋月球資源的有效利用以及實現“零能耗”的地外環境和生命支持系統具有重要啟示意義。

        “目前,關于月球科研樣品的研究還在持續開展,第五批樣品申請已完成評審,后續按程序發放。隨著對樣品研究的逐步深化,我們預期一定會有新的更大成果?!眲⒗^忠說。

      【編輯:田博群】
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