中國行星科學研究水準如何,為什麼說小行星是太陽系“時間膠囊”?
6月30日是國際小行星日。帶著這些問題,記者走進中國地質科學院地質研究所行星科學研究中心,走近行星科學前沿。
地球科學向行星領域拓展
研究火星、金星和月球、小行星,是為了更好理解地球何以成為今天的樣子。
金星提醒人們,大氣和輻射平衡一旦走向極端,行星環境可能發生根本性轉變;火星提醒人們,一個行星即使曾經存在水活動,也可能在長期演化中失去維持宜居環境的能力。
小行星留存太陽系原始物質和演化記錄,是探索天地演化的重要載體;月球保存了早期撞擊、岩漿演化及地球早已湮滅的遠古地質資訊。
這些研究共同指向一個認識,行星環境的穩定性有邊界,超過邊界後,系統恢復可能非常困難。”中國地質科學院地質研究所所長楊志明說,地球科學向行星領域拓展,我們整體進入並跑、部分領域領跑的快速發展新階段。
作為行星演化研究國際第一梯隊的一員,中國在月球樣品同位素定年、礦物學分析、衝擊變質研究等方面取得一系列原創成果。
中國通過嫦娥五號月壤樣品,揭示月球20億年前仍存在火山活動,重建近20億年以來的撞擊通量歷史,得到國際廣泛認可;在地外樣品研究中,自主研發了國產首臺雙聚焦SIMS,分析能力國際領先。
隨著越來越多航太任務實施,中國擁有越來越多第一手樣品、第一手探測數據,有條件提出自己的科學問題、形成自己的技術體系、貢獻自己的國際成果。
為火星採樣做準備
未來行星科學不只要回答“這些天體是什麼、怎麼演化”,還要回答哪些資源存在、如何識別評價、如何進行探測利用。“行星科學與傳統地質研究交叉,是我們最具潛力也最具辨識度的發展優勢。”中國地質科學院地質研究所行星科學研究中心負責人龍濤說。
開展月球水冰、火星含水礦物、小行星水和揮發分、金屬資源及原位資源利用研究,自然資源和地質調查系統有深厚的基礎,具備天然優勢。
2005年前後,原國土資源部就組織成立探月工程相關工作機制,建立月球實驗場、火星實驗場,圍繞地外環境下物質性質、結構和地質過程開展模擬研究。此後圍繞月球地質圖編制、嫦娥任務著陸區選址、阿波羅和月球號樣品研究、嫦娥五號和六號返回樣品研究以及火星採樣返回任務選址論證等,形成較系統的行星地質研究基礎。
“火星方向上,我們持續開展火星地質圖編制、著陸區評價和宜居環境分析,也參與了天問三號著陸區篩選,核心是從地質角度回答‘采哪里、采什麼、為什麼采’。”龍濤說,同時面向未來地外樣品中有機質、揮發分和輕元素分析的新需求,推進自主研發的大型二次離子質譜儀提升微區、微量、原位、高精度測試能力,為後續深空探測樣品研究提供支撐。
錨定太陽系的“時間膠囊”
儘管地球早期可能遭受撞擊會瞬間剝離大氣、中斷宜居環境連續性,但是小行星和天體物質輸入帶來水和揮發性元素,構成原始水圈和大氣圈的重要來源。從這個角度講,小行星物質輸入是生命演化的“原始資本”。
小行星是太陽系早期物質的“時間膠囊”。研究小行星,有助於理解地球水、有機質和早期物質來源,也能幫助人類認識未來深空資源。
據透露,圍繞天問二號小行星採樣返回,目前已在樣品研究、行星編圖和高端儀器方面做準備。
“小行星樣品回來以後,要在很少樣品量上盡可能獲得可靠資訊,我們佈局了礦物化學、同位素年代學、揮發分和空間風化分析等流程。”龍濤說,火星、金星和月球、小行星,都是理解地球的一面鏡子。公眾支持行星科學,就是支持人類更好認識地球、保護地球、走向未來。
來源:新華網