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嫦娥五号再出新成果 中(zhōng)國科學家研究建立更精确月球年代标尺

中(zhōng)新網北(běi)京2月15日電(diàn) (記者 孫自法)中(zhōng)國首次地外(wài)天體(tǐ)采樣返回的嫦娥五号任務再出新成果:中(zhōng)國科學家基于嫦娥五号采自月球的樣品,研究建立起新的更精确的月球年代函數模型,将爲月球和行星科學研究提供更精确的時間标尺。

中(zhōng)國科學院空天信息創新研究院(中(zhōng)科院空天院)15日發布消息說,該院遙感科學國家重點實驗室行星遙感團隊與中(zhōng)科院地球化學研究所、中(zhōng)科院國家天文台等合作,利用嫦娥五号月球樣品的同位素年齡和着陸區撞擊坑統計結果,在目前國際常用月球年代函數的基礎上建立了新的更精确的年代函數模型,可用于今後月球地質單元定年,推演火(huǒ)星、水星等行星的新年代函數,提高定年精度。

嫦娥五号樣品年齡爲月球年代函數的改進提供一(yī)顆珍貴的“金釘子”,也是嫦娥五号樣品對月球科學研究的一(yī)個獨特貢獻。這項月球和行星科研重要成果論文,北(běi)京時間15時淩晨獲國際專業學術期刊《自然-天文學》雜(zá)志(zhì)(Nature Astronomy)發表,論文審稿人稱這項原創性工(gōng)作具有重要意義,整個行星科學領域都會對這個結果感興趣。

中(zhōng)科院空天院行星遙感團隊嶽宗玉研究員(yuán)、邸凱昌研究員(yuán)分(fēn)别是論文第一(yī)作者和通訊作者,他們介紹說,在月球和行星科學研究中(zhōng),确定重要地質單元和重大(dà)地質事件的年齡至關重要。早期在國際上,歐美科學家利用美國阿波羅(Apollo)和蘇聯月球(Luna)探測任務在月球表面采集的樣品,精确測年并建立撞擊坑統計定年方法,其中(zhōng)最著名和廣泛應用的是德國科學家格哈特·紐庫姆(Gerhard Neukum)建立的産率函數和年代函數,自1983年建立沿用至今。

不過,遺憾的是,Apollo和Luna采集的樣品年齡在約30億年至10億年間有一(yī)個很大(dà)的空白(bái)區間,幾乎占據月球地質曆史的一(yī)半,這也使得其年代函數的可靠性一(yī)直受到質疑。因此,尋找月球表面20億年左右地質單元的樣品對驗證和改進月球年代模型具有重大(dà)意義,這也成爲嫦娥五号任務的科學目标之一(yī)。2020年12月,嫦娥五号在月球正面風暴洋北(běi)部呂姆克山、夏普月溪附近安全着陸,所采返回樣品的同位素測量結果表明其年齡爲20.3億年,與預期很好吻合。

中(zhōng)科院空天院行星遙感團隊與合作者對嫦娥五号月球樣品開(kāi)展研究,他們基于高分(fēn)辨月球遙感影像的撞擊坑統計分(fēn)析結果和撞擊坑産率函數,得到嫦娥五号采樣點地質單元的撞擊坑歸一(yī)化頻(pín)率,與嫦娥五号樣品的年齡構成建立月球年代函數模型一(yī)組新的控制數據,通過非線性最小(xiǎo)二乘拟合算法,對Neukum(1983)年代函數進行更新,建立新的月球年代函數模型,并對新老函數的差異進行對比。

研究團隊分(fēn)析顯示,根據新的年代函數得到的定年結果在大(dà)部分(fēn)情況下(xià)更老一(yī)些,最大(dà)的差别在2億年左右。由于增加了嫦娥五号關鍵數據點,新的月球年代函數模型定年的精度優于經典的Neukum(1983)模型,