国际小行星日:探秘行星科学的最新前沿
我国行星科学研究处于何种水平,为何说小行星堪称太阳系的"时间胶囊"?
每年6月30日迎来国际小行星日。围绕这些疑问,记者深入中国地质科学院地质研究所行星科学研究中心,探访行星科学的最前沿动态。
地球科学向行星领域延伸
探索火星、金星、月球及小行星的根本目的,在于更深刻地理解地球为何呈现现今面貌。
金星警示世人,大气与辐射平衡若走向极端,行星环境或将发生根本性逆转;火星则警示世人,即便某颗行星曾经历水活动,也可能在漫长演化过程中丧失维持宜居条件的能力。
小行星保存着太阳系原始物质与演化历程的记录,是探究天地演变的关键载体;月球则封存了早期撞击事件、岩浆演化以及地球早已消逝的远古地质信息。
"这些研究共同指向一个结论,行星环境的稳定性存在临界值,一旦逾越,系统自我修复或将极为艰难。"中国地质科学院地质研究所所长杨志指出,地球科学向行星领域延伸拓展,我国整体已进入并跑、部分方向领跑的跨越式发展新时期。
作为国际行星演化研究领军团队之一,我国在月球样品同位素定年、矿物学解析、冲击变质研究等领域斩获多项原创性成果。
我国借助嫦娥五号月壤样品,证实月球20亿年前依旧存在火山活动,并重建了近20亿年来的撞击通量演变史,获国际学界广泛认同;在地外样品研究领域,自主研制了国内首台双聚焦SIMS,分析性能达国际领先水平。
伴随航天任务持续推进,我国掌握的原始样品与探测数据日益丰富,已具备提出独立科学问题、构建自主技术体系、产出国际级成果的条件。
未来行星科学不仅要解答"这些天体为何物、如何演变",更需回应哪些资源可供利用、怎样识别评估、如何实现探测开发。"行星科学与传统地质研究深度融合,是我国最具潜力与特色的发展优势。"中国地质科学院地质研究所行星科学研究中心负责人龙涛表示。
开展月球水冰、火星含水矿物、小行星水与挥发分、金属资源及原位资源利用等研究,自然资源与地质调查系统积淀深厚,具有先天优势。
2005年前后,原国土资源部即牵头组建探月工程相关工作机制,设立月球实验场与火星实验场,针对地外环境下物质特性、结构及地质过程开展模拟研究。此后围绕月球地质图编绘、嫦娥任务着陆区遴选、阿波罗与月球号样品研究、嫦娥五号和六号返回样品研究以及火星采样返回任务选址论证等,形成了较为系统的行星地质研究根基。
"火星研究方面,我们持续进行火星地质图编绘、着陆区评估及宜居环境分析,并参与了天问三号着陆区筛选,核心是从地质视角回答'采何处、采何物、为何采'。"龙涛介绍,同时面向未来地外样品中有机质、挥发分及轻元素分析的新需求,推进自主研制的大型二次离子质谱仪提升微区、微量、原位、高精度测试能力,为后续深空探测样品研究提供技术支撑。
聚焦太阳系的"时间胶囊"
尽管地球早期遭受的剧烈撞击可能瞬间剥离大气、中断宜居环境的连续性,但小行星及天体物质的输入带来了水与挥发性元素,构成了原始水圈与大气圈的关键来源。从这个意义上说,小行星物质的输入是生命演化的"原始资本"。
小行星是太阳系早期物质的"时间胶囊"。研究小行星,有助于揭示地球水、有机质及早期物质的来源,也能助力人类认知未来深空资源。
据悉,围绕天问二号小行星采样返回任务,目前已在样品研究、行星编图及高端仪器等方面展开筹备。
"小行星样品返回后,要在极少量样品基础上尽可能获取可靠信息,我们规划了矿物化学、同位素年代学、挥发分及空间风化分析等技术流程。"龙涛说,火星、金星和月球、小行星,都是认识地球的一面镜子。公众支持行星科学,就是支持人类更深入地认识地球、守护地球、迈向未来。(记者王立彬)

