中新網(wǎng)北京2月15日電 (記者 孫自法)中國(guó)首次地外天體采樣返回的嫦娥五號(hào)任務(wù)再出新成果：中國(guó)科學(xué)家基于嫦娥五號(hào)采自月球的樣品，研究建立起新的更精確的月球年代函數(shù)模型，將為月球和行星科學(xué)研究提供更精確的時(shí)間標(biāo)尺。
中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院(中科院空天院)15日發(fā)布消息說(shuō)，該院遙感科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室行星遙感團(tuán)隊(duì)與中科院地球化學(xué)研究所、中科院國(guó)家天文臺(tái)等合作，利用嫦娥五號(hào)月球樣品的同位素年齡和著陸區(qū)撞擊坑統(tǒng)計(jì)結(jié)果，在目前國(guó)際常用月球年代函數(shù)的基礎(chǔ)上建立了新的更精確的年代函數(shù)模型，可用于今后月球地質(zhì)單元定年，推演火星、水星等行星的新年代函數(shù)，提高定年精度。
嫦娥五號(hào)樣品年齡為月球年代函數(shù)的改進(jìn)提供一顆珍貴的“金釘子”，也是嫦娥五號(hào)樣品對(duì)月球科學(xué)研究的一個(gè)獨(dú)特貢獻(xiàn)。這項(xiàng)月球和行星科研重要成果論文，北京時(shí)間15時(shí)凌晨獲國(guó)際專業(yè)學(xué)術(shù)期刊《自然-天文學(xué)》雜志(Nature Astronomy)發(fā)表，論文審稿人稱這項(xiàng)原創(chuàng)性工作具有重要意義，整個(gè)行星科學(xué)領(lǐng)域都會(huì)對(duì)這個(gè)結(jié)果感興趣。
中科院空天院行星遙感團(tuán)隊(duì)岳宗玉研究員、邸凱昌研究員分別是論文第一作者和通訊作者，他們介紹說(shuō)，在月球和行星科學(xué)研究中，確定重要地質(zhì)單元和重大地質(zhì)事件的年齡至關(guān)重要。早期在國(guó)際上，歐美科學(xué)家利用美國(guó)阿波羅(Apollo)和蘇聯(lián)月球(Luna)探測(cè)任務(wù)在月球表面采集的樣品，精確測(cè)年并建立撞擊坑統(tǒng)計(jì)定年方法，其中最著名和廣泛應(yīng)用的是德國(guó)科學(xué)家格哈特·紐庫(kù)姆(Gerhard Neukum)建立的產(chǎn)率函數(shù)和年代函數(shù)，自1983年建立沿用至今。
月球著陸采樣區(qū)域(左)和嫦娥五號(hào)著陸區(qū)撞擊坑統(tǒng)計(jì)(右)。 中科院空天院 供圖不過(guò)，遺憾的是，Apollo和Luna采集的樣品年齡在約30億年至10億年間有一個(gè)很大的空白區(qū)間，幾乎占據(jù)月球地質(zhì)歷史的一半，這也使得其年代函數(shù)的可靠性一直受到質(zhì)疑。因此，尋找月球表面20億年左右地質(zhì)單元的樣品對(duì)驗(yàn)證和改進(jìn)月球年代模型具有重大意義，這也成為嫦娥五號(hào)任務(wù)的科學(xué)目標(biāo)之一。2020年12月，嫦娥五號(hào)在月球正面風(fēng)暴洋北部呂姆克山、夏普月溪附近安全著陸，所采返回樣品的同位素測(cè)量結(jié)果表明其年齡為20.3億年，與預(yù)期很好吻合。
中科院空天院行星遙感團(tuán)隊(duì)與合作者對(duì)嫦娥五號(hào)月球樣品開展研究，他們基于高分辨月球遙感影像的撞擊坑統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果和撞擊坑產(chǎn)率函數(shù)，得到嫦娥五號(hào)采樣點(diǎn)地質(zhì)單元的撞擊坑歸一化頻率，與嫦娥五號(hào)樣品的年齡構(gòu)成建立月球年代函數(shù)模型一組新的控制數(shù)據(jù)，通過(guò)非線性最小二乘擬合算法，對(duì)Neukum(1983)年代函數(shù)進(jìn)行更新，建立新的月球年代函數(shù)模型，并對(duì)新老函數(shù)的差異進(jìn)行對(duì)比。
研究團(tuán)隊(duì)分析顯示，根據(jù)新的年代函數(shù)得到的定年結(jié)果在大部分情況下更老一些，最大的差別在2億年左右。由于增加了嫦娥五號(hào)關(guān)鍵數(shù)據(jù)點(diǎn)，新的月球年代函數(shù)模型定年的精度優(yōu)于經(jīng)典的Neukum(1983)模型，可用于今后月球地質(zhì)單元的定年。進(jìn)一步研究表明，可根據(jù)新的月球年代函數(shù)，推演火星、水星等其他地外行星的新年代函數(shù)，提高定年精度。
邸凱昌表示，這次基于嫦娥五號(hào)月球樣品研究建立的新月球年代函數(shù)，是一把更精確的時(shí)間標(biāo)尺，未來(lái)將在月球和行星科學(xué)研究中發(fā)揮重要作用。(完)