嫦娥五号样品“讲述”月球故事

 嫦娥五号实现了中国首次地外天体采样，是中国深空探测的重要里程碑，并开启了中国月球科学研究的新篇章。嫦娥 五号着陆在月球风暴洋北部，位于月球最年轻的月海玄武岩单元之一。遥感探测显示该地区具有独特的化学组成，如中等TiO₂含量和高Th含量。科学家利用先进的实验分析技术研究嫦娥五号月壤中的玄武岩颗粒，发现其形成于20亿年前的火山活动，比阿波罗号样品和月球陨石限定的月球火山活动结束时间晚8亿年。此年轻火山活动的诱发机制仍不清楚，但是有两个主流假说，即富克里普物质提供了额外热量导致月幔熔融或富水源区降低了熔点，可以被排除。新样品带来新发现，新发现催生新理论。月球长时间火山活动之谜仍未解开，新的理论亟待建立。     

“嫦娥一号”多通道微波辐射计测量估算全月球月壤层氦3含量

由太阳风注入月球表面月壤层的氦3(³He)是一种可供核聚变燃料使用的最有价值的月球资源之一. 以Apollo月壤样品为基础, 提出月表面³He含量与月表面归一化太阳风通量、月壤光学成熟度以及TiO₂含量之间成线性关系. 中国2007年10月24日首次成功发射的“嫦娥一号”(CE-1)探月卫星在世界上首次载有多通道微波辐射计, 用于测量月表面微波辐射亮度温度(brightness temperature, Tb). 本文根据CE-1观测的多通道Tb数据反演的全月球月壤层厚度, 估算全月球月壤层³He总含量约为6.6×10⁸ kg, 其中月球正面3.7×10⁸ kg, 月球背面2.9×10⁸ kg.     

天外来客的真面目

陨石绝大多数是太阳星云小行星区物质演化的产物,火星、月球陨石极为罕见。从天而降的陨石,从古至今一直受到人们的重视。随着这些天外来客神秘面纱的层层揭开．它的科学价值越来越受到重视．因为它可为研究太阳系早期的历史提供宝贵的线索。     

吉林陨石全岩及其球粒中稀土元素分布的初步研究

稀土元素,由其物理与化学性质所决定,使得它们在某些地球化学和宇宙化学过程中,或作为一个整体运移,或其相对丰度模式灵敏而有规律地变化.因此测定陨石、月球和地球物质中稀土元素的绝对丰度和相对丰度,往往可以为了解太阳系原始物质的化学组成提供宝贵资料,或为人们提供有关陨石母体、月球和地球形成和演化历史中所发生的地球化学和宇宙化学     

沈丘陨石热试验的穆斯堡尔谱研究

穆斯堡尔谱(以下简称穆谱)作为一种指纹技术可以准确地测定铁元素在陨石各物相中的分布、价态以及辉石中铁的有序-无序程度,从而可对陨石进行分类.尤其是研究在氧化和还原气氛下试烧陨石所发生的相变,可以探讨陨石的变质历史、陨落过程中的氧化作用和地球上的风化作用,进而为研究陨石甚至太阳系的形成和演化提供了有力证据.     

月壤地质勘探的 "十八般武艺"

2020年12 月17 日,我国"嫦娥五号"探测器的返回器携带着1731 克珍贵的月壤样品安全返回地球.这是世界上第一次完全由计算机自主控制的月球采样任务.至此,我们才算是真正实现了古时"上九天揽月"的愿望,一览月壤的真容.但在取回样本之前,我们又是怎样了解和研究月壤的呢?     

嫦娥四号测月雷达揭开月球背面地下浅层结构的神秘面纱

正大约45亿年前,在地球形成后不久月球可能就形成了.从那时起,月球灰暗而荒凉的表面就不断遭受陨石和小天体的撞击,造就了现在这样一个布满碎石和撞击坑的月球表面.然而,在地表之下隐藏着最吸引人类探索的那些秘密.通过探测月球的内部地层结构,以及撞击形成的陨石坑和溅射物,人们就能了解月球撞击过程如何改造月球表面和火山活动等不为人知的历史.早在1972年,阿波罗17号搭载的雷达探测仪试验     

我国深空探测研究深入火星和月球内部

<正>地球、火星、月球等具有显著的圈层结构,这是其形成与演化的结果;圈层结构因而记录了它们的形成和演化中诸多地质过程和环境变迁,如岩浆洋冷却、壳幔分异和核幔分异,以及气候和宜居性环境演变等.地球的圈层结构可分为外部圈层(水圈、生物圈、大气圈)和内部圈层(地壳、地幔、地核),地球各圈层间存在大规模的物质循环和能量交换.地壳物质可以通过俯冲过程到达地幔甚至是核幔边界,而核幔边界的热物质则能以地幔柱形式上涌至地表.本文着重探讨火星与月球的浅表层和深部结构探测及其未来可能的考量.     

探索火星环境和生命

 火星最有可能孕育出地外生命,是人类未来实现太空移民的首选星球。水是生命不可或缺的要素之一,是寻找火星生 命的关键线索;同时,水又是影响岩浆活动和构造运动的主要因素,是联系火星内部活动与表生环境演化的纽带。大量的火 星探测结果揭示了火星古环境的演化历史,从约35亿年前曾存在河流湖泊演变为现代寒冷干燥的地表。火星陨石是目前唯 一获得的火星岩石样品,既携带了火星岩浆活动的信息,又通过与水相互作用,记录了火星的环境演化。其中,中国的南极 火星陨石提供了1.9亿年前火星存在地下水活动的证据,而另一个新降落的火星陨石保存了可能与生命活动相关的有机质。     

生命物质已在宇宙中形成

一谈到“来自宇宙之石”,就想起正好十年前通过阿波罗计划从月球采集来的岩石。对于月球岩石的研究,使行星学这个新的行星科学领域大大发展。在人们得到月球之石的1969年,墨西哥和澳大利亚境内落下了陨石。落在墨西哥的陨石给我们带来了四十六亿年前太阳系诞生时物质世界的情报,而落在澳大利亚的陨石,使人们第一次肯定了起源于地球外的有机物是存在的。此外,日本还收集了南极陨石一千六百块,一跃成为陨石大国。这些陨石的发现已成为一种引线,使陨石科学近十年开始提     

陨石有机物的启示

陨石有机物是陨石中所含有并确证为非地球物质污染所致的有机物质,包括氨基酸、烃类化合物及其他有机分子。陨石有机物无疑给我们带来了许多我们过去所不知道的宇宙信息。尽管有些信息目前我们还不能解译出来,但它们的发现和确认对研究宇宙的演化,尤其是有机物的起源和演化,乃至生命的起源,都不无重要的意义。     

宇宙动态

月球混凝土美国宇航局戈达德航天中心的科学家们将碳、胶以及月壤按照一定比例混合后,制造出一种月球混凝土。它是一种"胶粘而发出臭味"的物质,并且像混凝土一样坚硬和牢固。科学家们认为,与地球上的混凝土一样,月球混凝土也能有效地应用于建筑房屋、月球基地等。     

月球:我们还不知道的秘密

虽然月球是宇宙飞船第一个探索的行星际天体,也是航天员惟一造访过的天体,但科学家对其历史、组成和内部构造仍然有许多未解的疑问。近年来,研究人员呼吁对月球重新展开探索。欧洲太空总署和日本正计划送探测器上月球轨道,而美国航天总署(NASA)正考虑派遣无人宇宙飞船在月球的远地面登陆。通过研究月球。这些任务也将揭露内太阳系所有固态行星的历史,包括水星、金星、火星,以及最重要的地球。因为月球表面在过去的30亿年间几乎未有任何改变,它将是我们了解内行星形成和演化之钥匙。     

吉林陨石雨中氧同位素丰度的研究

陨石中氧同位素研究是了解太阳系形成演化的重要手段。随着岩石矿物中氧同位素分析技术的发展,月岩、陨石中氧同位素的研究也日益深入。1965年Taylor等用氟法分析了各类球粒陨石及其所含矿物中的氧同位素组成,比较了地球物质与陨石的氧同位素分析数据,由此得出陨石起源与历史的一些推论。七十年代初,随着氧同位素地质温度计工作的开展,氧同位素进一步用来作为“宇宙测温计”。对于平衡球粒陨石及碳质球粒陨石的形成温度等进     

重上月球的召唤

上次乘坐阿波罗飞船的宇航员到月球上着陆已十二年了。现美国宇航局和科学家又在着手再去月球的工作。这比1986年发射大型太空望远镜去观察月球的办法更为有效得多。这项计划是要在月球上建立永久的基地,把月球当成是去其它遥远行星上的舷梯,并要从它那里获得到地球大气圈外去建立殖民地所需的物质,还准备用氮肥来改造月球的土壤,使月球站上的人能在那里自己生产食物。美国宇航局负责人詹姆士·贝格斯估计在25年     

球粒陨石熔融实验及其宇宙化学意义

研究表明,未经历过熔融分异的球粒陨石保存了原始行星的成分和结构特征,因此可看作形成类地行星的初始物。为探讨类地行星层圈构造的形成和演化,我们采用球粒陨石样品作为原始物料,进行了高压下的熔融实验。     

基于嫦娥四号光谱探测数据发现月球背面幔源物质初步证据

<正>月球是地球之外我们研究得最深刻的星球.与地球一样,月球也可分为月壳、月幔以及月核.与地球不同的是,月球并没有板块运动,其早期演化历史的痕迹依然存在.月球就像化石,我们可以通过对月球的研究一窥地球或其他行星的早期演化历史.与月球早期演化有关的岩浆洋理论推断,随着岩浆的演化,如橄榄石、低钙辉石等较重的镁铁质矿物(富镁和     

吉林陨石熔壳的扫描电子显微镜初步观察

对陨石熔壳的物质成分及微结构构造的研究,不仅有助于对陨石表面与大气层物质相互作用的认识,而且可以为重返大气层宇宙飞船外表材料的研究提供一定的依据。 关于吉林陨石的外表特征如气印(烧失坑)、龟裂纹、疣状凸起、细沟纹等,以及熔壳的厚度和颜色在巳发表的两篇科研报告中均有所描述。作者在中国科学院半导体研究所李成基、葛玉茹、郑国宪和清华大学王运辉等同志的大力帮助下,对吉林陨石雨中的Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅹ号陨石的12块原状熔壳样品,借助于扫描电子显微镜对其微结构和徽构造特征进行了初步的观察,并对其形成的原因进行了简单的分析。结果如下:     

探索地球生命起源奥秘

2011年3月，美国宇航局科学家理查德·胡佛在《宇宙学》杂志上发表论文称，他在陨石里发现了来自太空的外星微生物化石。他同时还坚称，这些微小的生命形式不是地球的污染物，而是在彗星、月球和其他星球上生活的活体有机生物的遗留物。胡佛的论文引起了人们的极大关注。     

拉曼光谱技术在深空探测中的应用评述

拉曼光谱是激光激发物质产生光子非弹性散射形成的分子振动光谱.作为矿物和有机物识别的“指纹”光谱,拉曼光谱已被广泛应用于地球和地外样品研究中,以获得矿物种类、矿物化学、空间分布、岩矿成因等关键信息.在深空探测任务中,拉曼光谱通过采用主动激光激发获取光谱,在光谱信号获取方面具有独特的优势并可有效突破行星光照条件等环境的制约,因而被推荐用于月球、火星、小行星、金星、冰卫星等重要探测任务.我国嫦娥7号任务也将搭载拉曼光谱仪在月球南极区域开展就位物质成分探测.本文从拉曼光谱技术的物理原理和技术特点出发,阐述了拉曼光谱技术在月球和火星样品中的研究进展,归纳总结了主要组成矿物的拉曼光谱特征;梳理了拉曼光谱技术在深空探测领域的发展现状,简介了目前国际上主要拉曼光谱仪载荷设计情况,并分析了深空拉曼光谱探测中存在的难点约束;最后,对拉曼光谱技术在深空探测应用方面未来的发展趋势进行了展望,以期为未来相关载荷研发和应用提供有益参考.