友快網

導航選單

如何透過月壤找回“那些丟失的地球演化史”?

■中山大學此次獲批的500毫克月壤。

▲月球樣品發放儀式(左三為肖智勇)。

月球樣品證書。

500毫克月壤樣品 365天借用期限

中山大學行星地質學研究團隊帶頭人這樣說

“月壤顆粒的粒徑絕大部分都是小於5微米,可謂粒粒都是寶!未來1年借用期內,我們將懷著敬畏之心,對它們去開展高精度的科研分析。”7月12日深夜,中大大氣學院空間與行星科學系行星地質科學研究團組帶頭人肖智勇副教授,向新快報記者詳細解析了月壤研究的重要性和在接下來中大將如何開展的相關科研及其意義所在。

7月12日,國家航天局探月與航天工程中心在京舉行嫦娥五號任務第一批月球科研樣品發放儀式,標誌著月球樣品科學研究工作正式啟動。來自13所科研機構的31份申請獲得透過,樣品發放總量共17。4764克。其中,中山大學獲得500毫克月壤的一年借用期。

13日,肖智勇就帶著月球樣品回到中大專程為其打造的超淨實驗室,開展月球撞擊過程和撞擊歷史的精細化分析和研究。

■採寫:新快報記者 王娟

實習生 李一天 周彤

首批13家單位領取月球科研樣品

2020年12月17日凌晨,嫦娥五號帶著從月球上採集回來的1731克月壤和岩石樣品,成功著陸。嫦娥五號任務,創造了五項中國首次。這也是人類44年來,再次獲得月球樣品。因此,此次月球樣品的研究備受關注。

1731克月壤,每一克都彌足珍貴。2021年7月12日嫦娥五號任務第一批月球科研樣品發放儀式上,領取樣品的13家單位包括中國科學院國家空間科學中心、中山大學等,樣品包括粉末樣、岩屑樣、光片樣等。

由於樣品極為珍貴,所以發放數量都是以毫克為單位,如中科院國家空間科學中心研究員劉洋獲得粉末樣品500毫克,中科院南京地質古生物研究所研究員殷宗軍獲得3份岩屑樣品,分別為41。2毫克、22。9毫克、23。9毫克。

將圍繞月球撞擊過程和撞擊歷史展開研究

獲得一份500毫克珍貴月壤的中山大學,也成為全國首批開始月壤研究的科研單位。

中大為何能嘗得“頭啖湯”?肖智勇介紹,為了響應國家深空探測戰略發展的迫切需求,中山大學於2017年依託大氣科學學院成立了空間與行星科學系,並陸續引進了一批深度參與國內外行星探測任務的青年才俊,開展相關教學和科研工作。

肖智勇就是在2019年11月份加入中大行星科學團隊,然後組建了一個新的研究團組——行星地質學。目前,該團隊已經擁有1個副教授、3個博士後和8個研究生。

作為團隊核心骨幹,行星地質方向的學科帶頭人,肖智勇從事相關研究已有十餘年,參加過嫦娥探月工程系列的科研工作等。中大行星地質研究團隊長期從事撞擊過程和內太陽系撞擊歷史方面的研究,本次申請的樣品圍繞月球的撞擊過程和撞擊歷史展開研究。

除了嫦娥五號樣品分析工作之外,中山大學空間與行星科學系師生的研究物件涵蓋了太陽系的許多天體,在行星宜居性演化方面已取得了一些原創性成果。到目前為止,已參與了包括嫦娥探月工程、火星探測工程、月球科研站建設等國家深空探測任務。

肖智勇表示,作為前去領取月壤的代表之一,他的內心是比較平靜的。“因為未來還有更多的科研單位會加入其中,隨著我國探月工程和行星探測工程接續實施,小行星探測、火星取樣返回、木星系探測等工程任務將陸續實施。嫦娥七號將在不久的將來從月球背面取樣,未來會有更多的機會出現。”

在他看來,可以在科研過程中積累大量的經驗,“這對中大來講,會是一筆寶貴的財富”。

打造超淨實驗室定製全年科研時間軸

根據要求,各科研單位將在開展研究的同時,要盡最大努力保護樣品的原始性和安全性,最大限度減少研究帶來的樣品損耗,嚴格按照申請書上的研究方案開展工作,做好研究全過程的詳細記錄。

中大如何做?肖智勇介紹,雖然中大此次申請的樣品是可以暴露的,但為了更好地進行科研,中大從一開始就設計了一套不暴露的實驗方案。包括儲存裝置、24小時監控等,月壤樣品從實驗室拿出來時充滿氮氣,避免和大氣接觸,樣品外有一個保護盒,最外層還有一個保險箱。如此層層加護,保障月壤樣品從國家天文臺取出,到進入保險箱,再到7月13日回到中大珠海校區的氮機箱,全程都會在一個全封閉的環境中,“就和從月球上返回地球時的理想氣體環境一樣。”

肖智勇告訴新快報記者,團隊在中大珠海校區建了一個超淨室。而中大此次獲得的這500毫克月壤樣品,就將會在這個超淨室內完成挑選、分類和專業分析等操作流程和儲存。

因為只有短短的一年時間,所以,中大一早就為樣品研究量身定製了時間線。月壤來到中大後,中大科研人員將盡快完成前期處理和一些基本情況的記錄,包括挑選月壤樣品中的各類因撞擊形成的產物。隨後,中大將和國內一些優秀的實驗室一起展開合作,進行專業的地球化學分析。然後再將所需的資訊全部收集,從而分析月球的撞擊過程和撞擊歷史等。

“挑選出來的樣品就可以拿來進行暴露研究,但不低於九成的樣品,還會一直儲存在氮機箱裡。借用期到後,這500毫克月壤,要完整歸還給國家。”肖智勇說,這樣後面會有其他的科研人員,可在他們科研基礎上再做進一步的工作。

對話肖智勇

探索月壤中隱藏的地球演化奧秘

新快報:研究月球的撞擊過程和撞擊歷史的意義何在?

肖智勇:整個太陽系的形成和演化都伴隨著天體物質間的高速撞擊作用,比如我們時常可見的隕石撞擊地球。具體來說,對月球上面的撞擊過程和撞擊歷史的研究,重要性主要體現在三個方面。

第一,月球表面的風化速率極低,缺乏像地球一樣的大氣圈、水圈和生物圈,因此月球上的撞擊記錄儲存極佳。它形成的產物,就記錄在我們現在看到的嫦娥五號的月壤裡面。我們要尋找的物件就是這些產物,對它去研究,就能看到其撞擊的歷史和撞擊的過程是什麼樣子。

第二,撞擊歷史的重要性。整個內太陽系的天體,水星、金星、地球、月球、火星,它們所受到的撞擊歷史是一樣的,就是從機率上講,撞向它們的物質的來源都是一樣的。

撞擊與地球上生命演化起源等密切相關,但地球上的撞擊記錄儲存不全,我們就要去其他天體上去找,哪個天體最好呢?月球!

我們對月球的撞擊歷史的研究,能夠支撐我們瞭解地球上是什麼樣的撞擊歷史,瞭解撞擊與地球系統重大事件的關聯,例如板塊活動和生命的起源和演化是怎樣進行等。

第三,我們對月球的撞擊玻璃的研究,會支撐包括長期載人月球基地等登月和月球駐留等科學問題。

透過對月壤裡面所含有的撞擊玻璃的研究,會為未來的月壤探測計劃提供很好的科學的支撐。

新快報:您認為,中國在行星科學領域該如何爭取國際話語權?

肖智勇:在行星科學裡面,我們現在共同面臨的一個問題就是我們讀文獻中的中文參考太少了,引用的文章裡,絕大部分是國外的文獻,說明我們中國人在這方面積累太少了,這和我們中國做了這麼多的探測任務的地位是極度不匹配。

我們需要靜下心來,把這個樣品拿回來好好地研究,仔細地琢磨,提出自己的理論,證明中國人有能力在月球的地質科學問題上提出一些自己不一樣的想法,這無論是對學術還是對振興民族自信心來說,都有好處。

新快報:在科研過程中,中大本科生是否也有機會參與研究?市民是否有機會一睹月壤真容?

肖智勇:中大大氣科學學院已建成完備的本科生教研體系,我們鼓勵本科生透過設定專項的本科生研習計劃,參與一線的基礎科學研究。在嫦娥五號樣品分析過程中,也將充分考慮本科生的科研願望,引導本科生從事樣品分析工作。

對於市民是否能近距離目睹月壤真容,按照嫦娥五號樣品管理的規定,我們本次申請的樣品為科研樣品,不是展覽用品,因此不能直接用於公益展示。但我們將在樣品分析工作結束後,積極向上級申報,爭取滿足廣大市民的好奇心。

釋出於:廣東

上一篇:近32年五大單場個人表演:東契奇60+三雙墊底,科比81分無緣榜首
下一篇:市民現在吃鱖魚非常划算