中國科學(xué)家利用嫦娥五號(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，在目前常用月球年代函數(shù)的基礎(chǔ)上，建立起新的年代函數(shù)模型，為月球和行星科學(xué)研究提供更精確的時(shí)間標(biāo)尺。2月15日，《自然-天文學(xué)》雜志（Nature Astronomy）發(fā)布了該成果。

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，阿波羅和月球探測任務(wù)在月球表面采集樣品并測定其精確年齡，它們代表了樣品所在地質(zhì)單元的年齡。為將有限的年齡信息應(yīng)用到月球全球，歐美科學(xué)家建立了描述撞擊坑大小-頻率分布規(guī)律的產(chǎn)率函數(shù)，以及描述撞擊坑歸一化頻率與絕對年齡關(guān)系的年代函數(shù)。其中應(yīng)用最廣的是德國柏林自由大學(xué)教授格哈特·紐庫姆在1983年建立的產(chǎn)率函數(shù)和年代函數(shù)。

遺憾的是，阿波羅和月球探測任務(wù)所采集的樣品，在約30億年至10億年間存在空白區(qū)間，幾乎占據(jù)了月球地質(zhì)歷史的一半，這也使得年代函數(shù)的可靠性一直受到質(zhì)疑。

尋找月表20億年左右地質(zhì)單元的樣品，成為了嫦娥五號(hào)任務(wù)的科學(xué)目標(biāo)之一。2020年12月1日，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，所返回樣品的同位素測量結(jié)果表明，其年齡為20.3億年，與預(yù)期吻合很好。

根據(jù)高分辨月球遙感影像的撞擊坑統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果、撞擊坑產(chǎn)率函數(shù)及嫦娥五號(hào)樣品年齡構(gòu)成，中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院遙感科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室行星遙感團(tuán)隊(duì)及合作者建立了新的月球年代函數(shù)模型，并對比了新老函數(shù)的差異。

分析表明，由于增加了嫦娥五號(hào)關(guān)鍵數(shù)據(jù)點(diǎn)，新函數(shù)模型的定年精度優(yōu)于經(jīng)典的紐庫姆模型，可用于今后月球地質(zhì)單元的定年。進(jìn)一步，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。新月球年代函數(shù)是一把更精確的時(shí)間標(biāo)尺，將在月球和行星科學(xué)研究中發(fā)揮重要作用，這是嫦娥五號(hào)樣品對月球科學(xué)研究的獨(dú)特貢獻(xiàn)。

該成果的一位審稿人表示：“這項(xiàng)原創(chuàng)性工作具有重要意義，我想整個(gè)行星科學(xué)領(lǐng)域都會(huì)對這個(gè)結(jié)果感興趣。”

(來源：北京日報(bào)客戶端)

【編輯：張靖】