我国北欧国家航天局、北欧国家原子能机构9日联合宣布,我国生物学家首次在火星上辨认出新矿石,它被重新命名为玉兔石。这代表我国正式成为世界第二个在火星辨认出新矿石的北欧国家。在佳节来临以后,这份来自火星的中秋礼物引起网友们的轩然大波。那么在火星辨认出新矿石在科学上究竟有什么象征意义?《官媒》记者就此采访了相关专家。
据悉,由上海电气集团上海电气上海水文科学研究所辨认出的玉兔石属于锰矿石,呈柱状晶体,存在于火星玄武岩微粒中。2020年12月,我国玉兔四号火星探测器携带1731克火星样本返回地球后,多家我国科研机构就开始了火星样本科学研究工作。
上海电气上海水文科学研究所首批火星样本责任人黄志新副科学研究员表示,我们签订的协议明确规定,这50mg中根本无法损耗20mg。20mg也就大概相当于1颗大点的粒状的重量,但是却包涵约20亿个微粒。角砾岩微粒的尺寸在1nm到150nm之间,小的严重不足人类文明指甲直径约的十分之一,大的也只有一根指甲粗,打一个喷嚏单厢让它失去踪影。为此我国生物学家们根本无法在显微镜下操作,使用注射器小于0.5nm的纳米采样针,将角砾岩按分组规则两颗两颗地筛选。
上海电气上海水文科学研究所火星样本科学研究骨干于洋副科学研究员介绍说,项目组在对首批角砾岩样本进行矿石学科学研究的过程中,辨认出其中一类锰矿石的稀土含量反常的高,这正式成为寻找火星新矿石的线索。按照国际矿石联合会新矿石重新命名和进行分类理事会的明确规定,要辨认出一类新矿石,除了必须证实它的化学成分外,还需要证实它的分子内部结构。但辨认出的疑似新矿石是两颗严重不足10nm的角砾岩微粒,它和橄榄石交互共生在一起,无论实验手段还是后期的数据处理都没有办法把橄榄石剔除干净,因此一直没法大幅度降低的分子内部结构数据。
她们将目光投向了第二批火星样本——一个包涵15mg角砾岩样本的A45EI321VD,继续积极开展科学研究。那个样本约有14亿个微粒,她们从中再次找到了新矿石的踪影。但是,有希望测到石墨内部结构的微粒只有两颗,而这两颗还碎裂了三小块。要想验证新矿石的存在,必须把它分离出来。最终,她们抓住了那个机会,在聚焦反质子显微镜的帮助下,在14亿个微粒中成功分离出一微孔隙约10nm、约为普通人指甲平均直径约十分之一的大小的石墨微粒,并利用石墨X射线衍射仪积极开展了后续的分子内部结构判读,获得了理想的内部结构数据。
经国际矿石联合会新矿石进行分类及重新命名理事会投票通过,玉兔石推定为一类新矿石,它是人类文明在火星上辨认出的波皮夫卡新矿石,我国正式成为世界上第二个在火星辨认出新矿石的北欧国家。
据悉,玉兔石的那个名字也有特定含义。它的英语名Changesite-(Y),由change(玉兔的罗马字母)+s+ite(英语前缀,表示矿石)+ Y(特定成分前缀)组成。一是纪念玉兔工程取得的举世瞩目;二是读音更加接近英语玉兔石读音,为外国人也读音友好;三是 S均是英语石-Shi和英语石-Stone开头的第一个字母,石通常是大众对矿石岩石的总称;四是中文名称Changesite可分成Change(玉兔)和site(门牌号),可认知为玉兔居住地,即火星,又可解释为玉兔5号火星落地点;五是中文名称也可认知为Change(改变)和site(门牌号),可引伸此次落月地点与以后Apollo(美国)和Luna(前苏联)都不同。将新矿石重新命名为玉兔石表达了科研项目组对我国航天和我国人造卫星探索事业的致意。
那么我国辨认出火星新矿石有什么象征意义?为何美国和苏联以后没能辨认出?上海电气上海水文科学研究所火星科学研究项目组负责人李子颖解释说,玉兔四号探测器在火星上的采样地点与此前美国和苏联火星采样地点距离较远,我们的采样地点水文年代要年轻约10亿年,这或许是此前美苏火星样本中没有能辨认出玉兔石的原因之一。李子颖表示,虽然玉兔石所属的锰矿石在地球上很常见,但其中并不包涵玉兔石,这证明其形成需要与地球截然不同的环境和条件。未来通过科学研究玉兔石的形成条件,可以倒推当初火星演化时经历了什么样的特定历史过程,对认识火星起源与演化象征意义重大。此外,玉兔石所含量的稀土是否有开发价值,也值得未来进一步科学研究。
同时,上海电气上海水文科学研究所火星样本科学研究项目组还首次准确测量了玉兔四号角砾岩中氦-3含量、赋存规律以及最佳提取参数,为后续火星氦-3资源的遥感预测和资源总量估算,以及氦-3资源未来开发和经济评价提供了基础科学数据。 【官媒-环球网记者 马俊】
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