特想问 | 首次发现的“嫦娥石”背后的中国式浪漫,你知道吗?
读特融媒实验室
2022-09-09 09:36
收录于专题:特想问

9月9日,中国传统节日中秋佳节前夕,国家航天局、国家原子能机构联合在京发布嫦娥五号最新科学成果:中国科学家首次在月球上发现的新矿物,被命名为“嫦娥石”。这是我国在空间科学领域取得的一项重大科学成果,也是核与航天跨行业、跨专业合作的一次成功探索。

△视频:总台空天逐梦融媒体创意工作室

△“嫦娥石”

“嫦娥石”是什么?

“嫦娥石”是一种磷酸盐矿物,呈柱状晶体,存在于月球玄武岩颗粒中。中核集团核工业北京地质研究院创新团队,通过X射线衍射等一系列高新技术手段,在十四万个月球样品颗粒中,分离出一颗方圆约10微米大小的单晶颗粒,并成功解译其晶体结构。经国际矿物学会(IMA)新矿物分类及命名委员会(CNMNC)投票通过,确证为一种新矿物。该矿物是人类在月球上发现的第六种新矿物,我国成为继美国、前苏联后,世界上第三个在月球发现新矿物的国家。

△红框为“嫦娥石”发现位置

“嫦娥石”是如何被发现的?

2020年12月17日,嫦娥五号携带1731克月球样品返回地球。国家航天局已完成四批152份共计53625.7毫克的月球样品发放,有33家科研单位的98位申请人通过申请。第五批月球样品正完成评审,后续按程序发放。中科院、教育部、自然资源部、中核集团等多个单位获批承担月球样品研究工作,国外科学家、留学生也参加了联合研究。

针对本次月球样品研究,核地研院组建了以李子颖研究员为首的研究团队,成立月球样品分析检测实验室,聚焦嫦娥五号月球样品裂变聚变核能元素研究,开展自主月球核能资源基础地质科学问题攻关。

和这批样品,研究团队的李婷“死磕”了两个多月。可能也正是因为反复的操作让李婷对月壤样品的了解格外深刻,当面对这批样品分析获得的大量数据时,这个心细如发的姑娘有了一个重大的发现:“有一种含钙的磷酸盐矿物,它含有的稀土元素远远高于我们以往认识的此类矿物结构中可以达到数量,也就说这是一颗我们认知以外的新矿物。”

然而,它在哪里?这种矿物太少太小,在这批样品中无法找到一颗较好的颗粒能够让科研团队破译它的结构。

扫描电镜反复确认、准确定位所需分离切割的矿物,高能的聚焦离子束从矿物四周进行斜向切割,底部斜向“入刀”使目标矿物实现和周围围岩分离,扫描电镜的仓口探入比头发丝还细的钨针,聚焦离子束对钨针整形后,用铂蒸汽将其焊接到分离的目标矿物之上,采集完的目标矿物从仪器仓中取出,放入特制的样品保管“胶囊”,将其带至下一步开展晶体结构分析的实验室……

2021年隆冬的一个周六,整栋办公楼都空空荡荡的。“安静、喘气的声音都清晰可闻”,在实验室小心翼翼度过的这8个小时,让钟军至今记忆犹新。就是那一刻,核地研院月球团队成功分离出了一粒微米级矿物,为他们的新发现奠定了基础。

最终,研究团队利用单晶X射线衍射仪对潜在的新矿物开展了后续的精细结构解译,准确确定了这个矿物的晶体结构,最终确定这个新矿物。

△月球样品显微镜照片

为什么取名为“嫦娥石”?

据介绍,“嫦娥石”是继“广寒官”“织女”“河鼓”等35个月球地理实体命名后,月球科学探索领域又一具有中国文化特色、并被国际社会认可的月球相关名称,再次展示了科学技术与文化艺术融合的中国式浪漫。

不过这一份浪漫来之不易。

“嫦娥石”是这支团队为它精心挑选的名字。而与之相应的英文名字“changeite”却因为与此前已发现的矿物“changoite”太接近,而被否决。名称没通过,就意味着这项成果暂时还无法发布。

稍作修改后,“changesite”这个名字带着更丰富的内涵被提交了上去。“首先,这是纪念我国嫦娥工程首次取回的月球样品;然后,它明确了该矿物来自中国传统神话‘嫦娥’(Chang’E)的居住地(site),即月球;同时也表明该矿物取自嫦娥五号(Chang’E)的降落点(site);最后,‘S’既是中文‘石-Shi’又是英文‘石-Stone’开头的第一个字母,从发音上也更接近嫦娥石,国内国际都很好理解。”团队带着自信,又将新的英文名称提交申请了。

又等了漫长一个多月,最终该矿物获国际矿物协会新矿物命名及分类委员会(IMA-CNMNC)通过批准,最终名称为“嫦娥石”,英文Changesite-(Y)。

(综合资料来源 人民日报客户端、央视新闻客户端、中核集团等)

编辑 黄力雯 综合 审读 吴剑林 审核 桂桐

(作者:读特融媒实验室)
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