近日，中科院比較行星學(xué)卓越創(chuàng)新中心成員、中科院地球化學(xué)研究所唐紅、李雄耀團(tuán)隊(duì)，針對(duì)嫦娥五號(hào)月壤樣品開展研究，通過紅外光譜和納米離子探針分析，發(fā)現(xiàn)嫦娥五號(hào)礦物表層中存在大量的太陽風(fēng)成因水。該研究證實(shí)了月表礦物是水的重要“儲(chǔ)庫”，為月表中緯度地區(qū)水的分布提供了重要參考。相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然—通訊》。

之前的空間探測(cè)活動(dòng)中，紅外光譜儀均探測(cè)到月表廣泛分布太陽風(fēng)成因水。但人們對(duì)月表不同礦物中太陽風(fēng)成因水的形成和保存特征認(rèn)識(shí)不足，需要結(jié)合月球樣品開展深入分析。

中國嫦娥五號(hào)任務(wù)在月球風(fēng)暴洋東北部采集了1.731千克月壤樣品，該采樣點(diǎn)緯度高于以往別國任務(wù)的采樣點(diǎn)。此外，同位素定年結(jié)果表明嫦娥五號(hào)樣品年齡約為20億年，是目前獲得的最年輕的月球樣品。輝石、斜長(zhǎng)石和橄欖石作為嫦娥五號(hào)月壤中的主要組成物質(zhì)，是探究太陽風(fēng)成因水儲(chǔ)量的最佳載體。

研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)嫦娥五號(hào)月壤樣品中的輝石、橄欖石和斜長(zhǎng)石礦物開展研究，剖析了不同礦物中水的成因、含量與賦存狀態(tài)，并由此評(píng)估了嫦娥五號(hào)月壤的水含量以及月表中緯度地區(qū)的水分布。研究團(tuán)隊(duì)估算出太陽風(fēng)質(zhì)子注入為嫦娥五號(hào)月壤貢獻(xiàn)的水含量至少為170ppm。這一數(shù)值顯著高于月球內(nèi)部水，因而研究認(rèn)為太陽風(fēng)質(zhì)子注入是嫦娥五號(hào)地區(qū)月壤中水的主要來源。結(jié)合透射電鏡與能譜分析，他們研究揭示了太陽風(fēng)成因水的形成與保存主要受礦物的暴露時(shí)間、晶體結(jié)構(gòu)和成分等的影響。

月表的翻騰作用導(dǎo)致月壤顆粒暴露在太陽風(fēng)中的時(shí)間不同，即礦物中注入的太陽風(fēng)質(zhì)子總量不同，致使太陽風(fēng)成因水的含量不同。太陽風(fēng)粒子注入會(huì)造成礦物表面結(jié)構(gòu)破壞，因而環(huán)帶的非晶化程度可以評(píng)估礦物的暴露時(shí)間。研究對(duì)比表層微觀結(jié)構(gòu)和水含量分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，礦物表層水含量與非晶質(zhì)環(huán)帶的厚度和非晶化程度總體上呈正相關(guān)，同時(shí)與下層晶體中的輻射徑跡密度趨勢(shì)一致，指示了礦物的太陽風(fēng)暴露時(shí)間是影響太陽風(fēng)成因水含量的主要因素。(柯訊)

關(guān)鍵詞： 嫦娥五號(hào)月壤樣品 紅外光譜和納米離子探針 月表廣泛分布太陽風(fēng)成因水 探究太陽風(fēng)成因水儲(chǔ)量最佳載體