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编辑:[机智]
第十一个中国航天日当天,国家航天局对外公布了嫦娥五号月球样品的最新研究成果,引发全网关注。我国科研团队再获重大突破,成功发现三种新的“嫦娥石”,其中两种提取自嫦娥五号带回的月壤样本,另一种则来自坠落我国境内的月球陨石,填补了月球矿物研究的多项空白。

此次发现并非偶然,而是科研人员长期深耕、细致探索的成果。不同于2022年首次发现的嫦娥石,这三种新矿物分属不同研究团队发现,分别命名为镁嫦娥石、铈嫦娥石和铈镁嫦娥石,均已通过国际矿物学协会新矿物命名及分类委员会的批准,正式纳入全球月球矿物数据库。

镁嫦娥石是其中最先被确认的新矿物,由中核集团核工业北京地质研究院的科研团队发现,其原型标本来自嫦娥五号钻取的月壤样品。这种矿物呈短柱状晶体,粒径仅2至30微米,最细的甚至不到头发丝直径的三十分之一,肉眼无法直接观测,只能借助高倍显微镜才能捕捉其踪迹。

它的发现源于一次细微的异常信号。2023年底,该团队与国家天文台科研人员开展联合研究时,在海量月壤颗粒中发现几颗与已知嫦娥石成分相似,但镁含量显著偏高、铁含量偏低的颗粒。科研人员凭借多年的矿物研究经验,敏锐捕捉到这一差异,没有将其当作普通嫦娥石忽略。

月壤样品的稀缺性,让这项研究变得异常艰难。嫦娥五号带回的月壤仅有1731克,每一颗颗粒都弥足珍贵,科研团队筛选样品时只能逐粒分析,反复比对。为了获取合格的单晶颗粒用于测试,他们需要用聚焦离子束扫描电镜,将目标颗粒从玄武岩碎屑中精准剥离,过程堪比外科微创手术。

切割一颗合格的单晶颗粒,往往需要整整一天时间,力度稍有偏差就可能将微小晶体“切飞”,导致数月心血付诸东流。团队曾经历过失败,第一颗筛选出的最大颗粒,在转移测试时发现是非晶质颗粒,无法采集晶体结构数据,一个多月的努力瞬间归零。

即便遭遇挫折,科研团队也未放弃,最终找到一颗20微米的理想单晶颗粒,通过多台精密仪器反复测试,结合专家指导,最终确定其为嫦娥石的富镁端元矿物,命名为镁嫦娥石。2026年2月10日,该矿物正式获得国际认可,成为我国发现的第二种月球新矿物。

与镁嫦娥石一同从月壤中发现的,还有铈嫦娥石,由中国地质科学院的科研团队牵头发现。这种矿物富含稀土元素铈,属于磷酸盐矿物,晶体呈半自形粒状或自形柱状,主要产于月壤中的钙长石、铁辉石等矿物边部,粒径在3至15微米之间。

铈嫦娥石的独特之处,在于其明显的稀土富集特征,与地球、火星及小行星样品中的同族矿物有显著区别。科研人员通过纳米压痕、阴极发光、扫描电镜等多种先进技术,系统测定了其物理性质、化学组成和晶体结构,最终确认其为全新矿物,且具有明显的发光效应。

值得一提的是,铈嫦娥石不仅在嫦娥五号月壤样本中被发现,在我国境内发现的月球陨石中也有踪迹。这颗陨石名为Pakepake 005,2024年在新疆塔克拉玛干沙漠被发现,是我国首块获得国际正式批准的月球陨石,重量仅44克,表面覆盖着深色熔壳。

第三种新矿物铈镁嫦娥石,便提取自这颗月球陨石。它呈无色透明状,具有玻璃光泽,性脆且具贝壳状断口,颗粒大小在3至25微米之间,一般不超过10微米,同样富含铈和镁元素,属于陨磷钙钠石族的新成员,也是人类发现的第十一种月球新矿物。

这三种新“嫦娥石”的发现,并非孤立的科研成果,而是我国探月工程持续推进的缩影。回顾过往,2020年12月嫦娥五号成功带回月壤,实现我国首次地外天体采样返回,为后续矿物研究奠定了基础;2022年,我国首次发现嫦娥石,成为第三个在月球发现新矿物的国家。

类似的突破在我国探月工程中不断涌现,此前我国科研团队还在月壤中发现了多种稀有元素,厘清了月球岩浆演化的部分规律。而此次三种新矿物的发现,与2022年嫦娥石的发现形成呼应,证明嫦娥石并非孤例,而是一个拥有多个成员的矿物家族。

从月壤到月球陨石,三种新“嫦娥石”的发现路径,也为月球研究提供了新的思路。以往人类对月球矿物的研究,多依赖于月壤样本,而此次在月球陨石中发现新矿物,实现了“上天入地”的双重突破,让科研人员能从不同维度研究月球物质组成。

对比国际研究,美国阿波罗任务返回的样品中,嫦娥石系列矿物更富重稀土,而我国嫦娥五号样品中的嫦娥石系列矿物则富轻稀土,这一差异揭示了月球岩浆演化过程中稀土元素的分异行为,为研究月球内部物质结晶机制提供了关键证据。

科研人员介绍,这三种新矿物的研究价值远超其本身。镁嫦娥石的稀土含量接近10%,比首次发现的嫦娥石高出近3个百分点,为月球稀土元素分布规律研究提供了重要标志;铈嫦娥石的发光效应,在WLED荧光材料合成领域具有潜在应用价值。

更重要的是,这些发现背后,是我国科研技术的不断提升。我国已构建起成熟的月壤新矿物研究技术体系,微米级单晶样品制备技术达到国际先进水平,科研团队凭借扎实的功底和敏锐的洞察力,在微米级的颗粒中,凿开了人类认识月球的新窗口。

从首次实现月壤采样返回,到接连发现多种月球新矿物,我国探月工程的每一步,都在推动人类对月球的认知不断深入。这些微小的矿物颗粒,承载着月球的演化密码,也记录着我国深空探测的进步,成为我国科技实力提升的生动见证。

三种新“嫦娥石”的发现,不仅丰富了月球矿物种类,更拓展了人类对月球起源与演化的认知边界。它证明了月球是一个充满未知的“富矿”,也彰显了我国在深空探测与基础科学研究领域的硬实力,为未来月球资源评估与原位利用奠定了坚实基础。

深空探测永无止境,月球的奥秘还有很多等待人类去探索。随着我国探月工程四期的推进,嫦娥六号、嫦娥七号等任务的实施,相信科研团队还会有更多新发现,持续为人类探索宇宙贡献力量,让中国印记在月球上不断延伸。



