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嫦娥五号将为揭开月球之谜带回“拼图”

香山科学会议召开第651次学术讨论会
嫦娥五号将为揭开月球之谜带回“拼图”

月球早期地质演化重大基金项目启动

84岁的中科院院士欧阳自远拿起面前的话筒,缓缓起身,递给了身后的年轻人。5月8日举行的香山科学会议第651次学术讨论会上,80后科研人、中国地质大学教授刘金高接过话筒发言:“我有一个问题,您提到的数值模拟是否考虑了时间维度?”

本报讯 国家自然科学基金重大项目“月球早期的地质演化”启动暨实施方案研讨会5月11日在中科院地球化学研究所举行。该项目总资助经费2000万元,研究期限自2015年1月至2019年12月,承担单位包括中科院地球化学研究所、地质与地球物理研究所、广州地球化学研究所、国家天文台、中国地质大学等。

刘金高和作报告的中科院地球化学研究所研究员刘耘讨论的的数值模拟,是讨论月球形成与演化这一重大科学命题的前沿研究方向之一。

据悉,该项目以我国嫦娥一、二和三号获得的全月球轨道探测数据和着陆区域就位探测数据为基础,结合高精度的月球样品同位素和微量元素分析,深入探讨月球起源的大撞击假说,月球早期演化的岩浆洋假说和月球早期大规模撞击假说等重大事件的地球化学制约,重新梳理月球形成和早期的地质演化历史。

如今,距离欧阳自远等老一辈科学家1958年开始系统开展月球科学、行星科学和天体化学研究已经过去60多年,我国探月工程圆满完成嫦娥一号、二号、三号及四号任务。今年下半年,嫦娥五号即将发射,科学家期待它带回足够多的“拼图”,帮助解开月球诸多谜题。

项目共分为5个课题,主要研究月球起源大碰撞假说的地球化学制约、月球岩浆洋演化、月球早期大型撞击事件、月球区域构造格架及其演化、月球演化模型。“通过本项目的研究,我国科学家将在月球的大碰撞起源理论、岩浆洋演化模型、撞击事件对月壳的改造以及月球化学不均一性起因及其对后期演化制约等方面形成全新的认识,深化我国探月工程的科学产出。”中国科学院院士欧阳自远说。

诸多科学问题待解

特别重要的是,在本项目计划执行的后半期,我国嫦娥五号将从月球表面采集月球样品,本项目培养和凝聚起来的人才队伍将集中力量对月球样品开展分析研究,以确保研究方案的合理可行,尽快获得月球样品研究成果,实现我国月球探测的科学目标。

作为地球唯一的天然卫星,月球的身世之谜一直激发着人们的好奇心。上世纪80年代,“大撞击假说”兴起,逐渐成为被科学家广泛接受的理论。这一假说认为,大约45亿年前,地球被一颗行星撞击后,地球的一些部分被抛入太空,最终形成月球。撞击过程中的极端高温让钾、铅、铋等一些挥发性元素气化而逃逸。

据悉,2013年五六月间,由欧阳自远提议,酝酿向基金委申请有关月球科学研究的重大项目。去年3月,欧阳自远、李廷栋、王成善三位院士与吉林大学教授张兴洲联合向基金委提交了该项目建议书,去年6月20日该项目被正式列入基金委“十二五”第四批重大项目,由欧阳自远担任项目负责人。

不过,迄今为止,“大撞击”的细节尚未完全确定。刘耘在报告中指出,“月球中等挥发份”丢失是大撞击假说建立的重要支柱,未来对这一问题数值模拟研究的深入将推动大撞击理论的认识。

《中国科学报》 (2015-05-14 第1版 要闻)

岩浆洋演化,则是大撞击之后的重要科学问题。大撞击形成初期,月球大部分组成物质处于熔融状态形成岩浆洋,而随着温度降低,岩浆洋中的橄榄石、辉石开始结晶,下沉形成月幔堆晶,随后斜长石结晶并漂浮至岩浆洋表面。这一过程被称为月球“岩浆洋分异”的标准模型。

不过,在对“阿波罗计划”中采集的样品分析后,科学家对岩浆活动模型也存在争议。岩浆洋演化和分异过程,仍然是月球形成和演化中的一桩“悬案”。

嫦娥五号备受期待

瞄准月球科学中的诸多难题,今年年底前后嫦娥五号探测器将发射,实现月球取样返回地球。

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