百日冲刺,他们跑出月壤研究中国速度

光山新闻网 采集侠 2023-02-21 11:14:07
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原标题:百日冲刺,他们跑出月壤研究中国速度

◎实习记者 都 芃 本报记者 马爱平

【创新团队】

搞科学研究就像跑4×100米接力,要一代一代的研究者接续完成。任何人都不能“掉棒”,而且一定要安稳“交棒”。

李献华

中国科学院院士、中国科学院地质与地球物理研究所研究员

月球火山活动持续到什么时候?

科学界曾普遍认为是28亿到30亿年前。经过研究嫦娥五号月壤样品,科学家将这一数字改写为20亿年前。

1月16日,第一届嫦娥五号月球样品研究成果研讨会在北京举办,围绕嫦娥五号玄武岩所揭示的月球年轻火山成因之谜,相关专家学者展开热烈讨论。

此前不久,为该成果发现作出重要贡献的中国科学院院士、中国科学院地质与地球物理研究所研究员李献华的研究团队(李献华、吴福元、杨进辉、李秋立、刘传周)获评“北京市优秀研究生指导教师团队”。从收到月壤样品到取得重要成果,在《自然》杂志发表3篇文章,这支团队只用了百余天。

仅凭3克样品便改写历史

2021年7月12日,李献华团队正式接收嫦娥五号月壤样品。还没等样品在手里“捂热”,中国科学院院士、时任中国科学院地质与地球物理研究所所长吴福元便立即组织该团队召开项目启动会,并当场提出两个今天看来仍十分苛刻的要求:7天内完成嫦娥五号玄武岩的同位素定年、岩石锶钕氢同位素分析、水含量分析,再用7天完成论文的写作和投稿。

“我们刚好用了差不多两周的时间完成了上述工作,并且在第100天的时候在《自然》杂志上在线发表了3篇文章,这是我国学术实力的体现。”李献华和团队为他们跑出的月壤研究中国速度感到骄傲。

而支撑这一重磅结果的,仅仅是3克月壤样品。

“2020年12月嫦娥五号月壤样品返回后,我申请获得了3克月壤。月壤平均粒度约50微米,肉眼看上去比面粉还要细,很多细颗粒都粘在容器壁上,我的直观感受是一定要先确保样品保存完好。”李献华回忆道,自己碰到月壤样品那一刻,心跳都加速了。

3克样品,粒粒都是珍宝。要在3克样品中挑选出可被用于分析研究的玄武岩颗粒,考验着李献华团队的技术功底。

挑选工作要在显微镜下进行,手部任何一点多余的抖动,都会导致颗粒无法被有效挑选,后续研究也就无从谈起。李献华团队的技术员马红霞正是从事这项工作15年的行家里手。“这样的技术员是所里的‘宝贝’,国内外很多科研机构遇到分离样品的难题时,都要找到所里来借鉴经验甚至借人。”吴福元说。

挑选工作开始的那天,马红霞带着自己打磨的一粗一细两把镊子,平静地走进了盛放样品的超净实验室。“颗粒更小,质地也更疏松。”刚上手,马红霞就表达了她的看法。

胸有成竹的马红霞凝神静气,双手稳稳地在细如面粉的样品中操作着,没有任何多余的动作。一颗颗玄武岩颗粒被她规律地排放起来,并浇筑成标准的树脂靶,然后中间剖开,制备成平面,为后续研究奠定了坚实的基础。

精心挑选出的月壤颗粒没有辜负研究团队。在拿到月壤样品后的第53个小时,实验室内的分析仪器给出了第一个数据,20亿年!一举将月球火山活动的结束时间推迟了约8亿年。

当时,中国科学院地质与地球物理研究所离子探针实验室主任、研究员李秋立的第一反应是,“不敢相信这是真的”。最终,经过研究团队反复论证,前后进行约两百次分析,确认了这一震惊科学界的结果。

“实战”前做好技术储备工作

工欲善其事,必先利其器。在这一震惊世界的成果背后,是李献华团队十年磨一剑的准备。

探究月壤的年龄,需要用离子探针将氧离子束照射到矿物上,测量其中的铅同位素组成并计算其年龄,含锆矿物是重要的搜寻目标。