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嫦娥五号再出新成果 中国科学家研究建立更精确月球年代标尺

嫦娥五号再出新成果 中国科学家研究建立更精确月球年代标尺

2022年02月15日 10:36 来源:中国新闻网参与互动参与互动
嫦娥五号再出新成果中国科学家研究建立更精确月球年代标尺
    新月球年代模型(红色实线)及其与Neukum(1983)模型(黑色虚线)的差异。 中科院空天院 供图

  中新网北京2月15日电 (记者 孙自法)中国首次地外天体采样返回的嫦娥五号任务再出新成果:中国科学家基于嫦娥五号采自月球的样品,研究建立起新的更精确的月球年代函数模型,将为月球和行星科学研究提供更精确的时间标尺。

  中国科学院空天信息创新研究院(中科院空天院)15日发布消息说,该院遥感科学国家重点实验室行星遥感团队与中科院地球化学研究所、中科院国家天文台等合作,利用嫦娥五号月球样品的同位素年龄和着陆区撞击坑统计结果,在目前国际常用月球年代函数的基础上建立了新的更精确的年代函数模型,可用于今后月球地质单元定年,推演火星、水星等行星的新年代函数,提高定年精度。

  嫦娥五号样品年龄为月球年代函数的改进提供一颗珍贵的“金钉子”,也是嫦娥五号样品对月球科学研究的一个独特贡献。这项月球和行星科研重要成果论文,北京时间15时凌晨获国际专业学术期刊《自然-天文学》杂志(Nature Astronomy)发表,论文审稿人称这项原创性工作具有重要意义,整个行星科学领域都会对这个结果感兴趣。

  中科院空天院行星遥感团队岳宗玉研究员、邸凯昌研究员分别是论文第一作者和通讯作者,他们介绍说,在月球和行星科学研究中,确定重要地质单元和重大地质事件的年龄至关重要。早期在国际上,欧美科学家利用美国阿波罗(Apollo)和苏联月球(Luna)探测任务在月球表面采集的样品,精确测年并建立撞击坑统计定年方法,其中最著名和广泛应用的是德国科学家格哈特·纽库姆(Gerhard Neukum)建立的产率函数和年代函数,自1983年建立沿用至今。

月球着陆采样区域(左)和嫦娥五号着陆区撞击坑统计(右)。 中科院空天院 供图
月球着陆采样区域(左)和嫦娥五号着陆区撞击坑统计(右)。 中科院空天院 供图

  不过,遗憾的是,Apollo和Luna采集的样品年龄在约30亿年至10亿年间有一个很大的空白区间,几乎占据月球地质历史的一半,这也使得其年代函数的可靠性一直受到质疑。因此,寻找月球表面20亿年左右地质单元的样品对验证和改进月球年代模型具有重大意义,这也成为嫦娥五号任务的科学目标之一。2020年12月,嫦娥五号在月球正面风暴洋北部吕姆克山、夏普月溪附近安全着陆,所采返回样品的同位素测量结果表明其年龄为20.3亿年,与预期很好吻合。

  中科院空天院行星遥感团队与合作者对嫦娥五号月球样品开展研究,他们基于高分辨月球遥感影像的撞击坑统计分析结果和撞击坑产率函数,得到嫦娥五号采样点地质单元的撞击坑归一化频率,与嫦娥五号样品的年龄构成建立月球年代函数模型一组新的控制数据,通过非线性最小二乘拟合算法,对Neukum(1983)年代函数进行更新,建立新的月球年代函数模型,并对新老函数的差异进行对比。

  研究团队分析显示,根据新的年代函数得到的定年结果在大部分情况下更老一些,最大的差别在2亿年左右。由于增加了嫦娥五号关键数据点,新的月球年代函数模型定年的精度优于经典的Neukum(1983)模型,可用于今后月球地质单元的定年。进一步研究表明,可根据新的月球年代函数,推演火星、水星等其他地外行星的新年代函数,提高定年精度。

  邸凯昌表示,这次基于嫦娥五号月球样品研究建立的新月球年代函数,是一把更精确的时间标尺,未来将在月球和行星科学研究中发挥重要作用。(完)

【编辑:黄钰涵】
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