嫦娥五号探月器，带回的月球样本，填补了太阳系历史的空白

梦中的那片蓝

通过对嫦娥五号探月器带回的第一批新鲜月球岩石和碎片样本的分析，一个国际科学小组确定这些月球岩石的年龄接近19.7亿年，为太阳系历史填补了一个关键空白。




时隔40多年，中国航天局发射的嫦娥五号探月器首次为我们人类带回了第一批新鲜的月球岩石和碎片样本。
通过对这些样本的分析，一个国际科学小组确定这些月球岩石的年龄接近19.7亿年。这些珍贵的月球岩石比几十年前阿波罗计划带回来的样本年轻了十几亿年。随后该分析于10月7日被发表在了《科学》杂志上。
嫦娥五号



嫦娥五号是我国首颗地月采样穿梭探测器，担负着嫦娥三期工程的“回样”任务。它由轨道器、返回器和着陆器等多个部分组成。由于体积庞大，所以他用中国新一代重型运载火箭长征五号发射升空。
嫦娥五号任务在中国创造了五个第一。一是地外天体的采样和包装，二是地外天体的发射和精确轨道，三是在月球轨道上的无人交会对接和样品转移，四是携带月球样本重新进入和以接近第二宇宙的速度回归，五是在中国建立月球样本存储、分析和研究体系。
23天之内，嫦娥五号经历了11个主要阶段和关键步骤，它完成了一次对接、六次分离、两种采样方式和五次样品转移。



这一使命的成功执行，是中国航天事业发展的一个里程碑式的新跨越。这标志着中国具备了往返地球和月球的能力，实现了“绕行、着陆、返回”三步计划的完美落幕。为行星探索奠定了坚实的基础。
今年，接触过这些珍贵样本的科学家们，为了了解这些岩石以及它们可能拥有的太阳系秘密，开始了一系列实验。
最近，这些科学家们对这些月球样本的研究取得了突破性的进展，他们确定了嫦娥五号返回的月球岩石只有大约19.7亿年的历史，而且正负相差不超五千万年。
麦克唐纳空间科学中心主任布拉德乔利夫说：“这是缩小20亿年差距的完美样本。”。
乔利夫



乔利夫是矿物学专家。他的研究重点是构成月球和火星表面的材料以及它们讲述的行星历史。
乔利夫勘测了月球表面，并将在轨道上可以看到的东西与月球表面的东西联系起来。
他作为月球勘测轨道飞行器相机科学团队的成员和华盛顿大学团队的负责人，在这次研究中他为嫦娥五号样本的研究提供了很多专业知识，并支持NASA的阿波罗下一代样本分析计划。
通过对月球陨石和阿波罗样本的研究，现在我们可以从嫦娥5号样本中了解月球。



该任务旨在收集月球上一些最年轻火山表面的岩石，并将其送回地球，而成功确定年龄是嫦娥五号任务报告中的首批科学成果之一。
乔利夫说。“当然，这个‘年轻’是相对的，因为阿波罗号采集的所有火山岩年龄都在30亿岁以上，而所有由样品分析确定年龄的年轻陨石坑年龄又都在10亿岁以下，所以嫦娥五号样品填补了一个关键空白。
而且就行星的时间而言，这是一个非常精确的结果了，并且这也足以区分年表的不同表述了。”
月球



月球是围绕地球旋转的球形天体，同时也是地球的天然卫星。月球是太阳系中体积第五大的卫星，作为一个行星体，月球本身大约有45亿年的历史，几乎和地球一样古老。
但与地球不同的是，月球没有会抹去陨石坑的侵蚀或造山过程，所以月球的表面布满了由小天体撞击形成的撞击坑。
科学家们利用月球上存在已久的陨石坑开发出估算月球表面不同区域年龄的方法。他们将一些带时间戳的样本，与一种称为陨石坑年代法的技术相结合。



乔利夫说。“行星科学家知道，表面上的陨石坑越多，它就越古老；陨石坑越少，地表越年轻。这是判断行星表面相对年龄的好方法，但如果要确定绝对年龄，就必须得从这些行星的表面获取样本。”
然而，阿波罗样本为我们提供了许多可以确定年代并与陨石坑密度相关的表面。使用这种方法，科学家可以通过在实验室中查看阿波罗样本的来源来确定样本的年龄并计算该地区的陨石坑数量。
之后，通过比较陨石坑的数量，他们在其他布满陨石坑的表面上也使用了这个近似日期。
因为没有30亿年到10亿年之间的月球样本，科学家的陨石坑年龄对照表之间存在巨大差距，无法长期使用。



现在，嫦娥5号采集到的样本，已经填补了这个漏洞，哪怕这两个刚刚确认年龄的小样本只有几毫米大小。
乔利夫提到的间隙不仅对研究月球很重要，而且对研究太阳系中的其他岩石行星也很重要。因为有一定密度的陨石坑表面有一定的年龄，所以这个陨石坑年表已经扩展到其他行星了。
可以说，Science论文中呈现的结果只是冰山一角。在确定这些岩石的年龄后，科学家们现在能够更准确地校准他们重要的测年工具。乔利夫指出，该研究其他有趣的发现与返回样本中玄武岩的成分及其对月球火山历史的意义有关。
未来



嫦娥五号任务的成就远不止实现了月球样本的采集，它带回的样本还会给我们带来更大的惊喜，期待科学家们对其还会有更多的新发现！
华盛顿大学的地球与行星科学系和中国威海山东大学，在华盛顿大学麦克唐纳空间科学中心的支持下，签署了一项特别的合作协议，而且这种关系可能是长期的。
乔利夫说。“这是以理想的国际合作方式完成的科学，包括来自中国、澳大利亚、美国、英国和瑞典的成员，免费共享数据和知识，并且所有一切都以最合议的方式完成。”



乔利夫与领导这项研究的北京敏感高分辨率离子微探针中心的科学家合作超过了15年，其中包括研究合著者刘敦义。
目前乔利夫和他的同事正在筛选风化层的样本，以寻找解决其他重要月球科学问题的关键，比如说大家要去寻找阿里斯塔克斯，为了可以从遥远的年轻撞击坑扔到嫦娥5号收集站的碎片，以确定小岩石和其他撞击点可能的年龄和其材料特性。
乔利夫说。“进行新分析的北京实验室，在表征和分析火山岩样本方面做得非常出色，可以说是世界上最好的实验室之一了。”。