我國(guó)行星科學(xué)研究水平如何，為什么說(shuō)小行星是太陽(yáng)系“時(shí)間膠囊”？

6月30日是國(guó)際小行星日。帶著這些問(wèn)題，記者走進(jìn)中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所行星科學(xué)研究中心，走近行星科學(xué)前沿。

行星研究是國(guó)際地學(xué)研究前沿。（中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所供圖）

地球科學(xué)向行星領(lǐng)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(huán)境可能發(fā)生根本性轉(zhuǎn)變；火星提醒人們，一個(gè)行星即使曾經(jīng)存在水活動(dòng)，也可能在長(zhǎng)期演化中失去維持宜居環(huán)境的能力。

小行星留存太陽(yáng)系原始物質(zhì)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、巖漿演化及地球早已湮滅的遠(yuǎn)古地質(zhì)信息。

“這些研究共同指向一個(gè)認(rèn)識(shí)，行星環(huán)境的穩(wěn)定性有邊界，超過(guò)邊界后，系統(tǒng)恢復(fù)可能非常困難。”中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所所長(zhǎng)楊志明說(shuō)，地球科學(xué)向行星領(lǐng)域拓展，我們整體進(jìn)入并跑、部分領(lǐng)域領(lǐng)跑的快速發(fā)展新階段。

作為行星演化研究國(guó)際第一梯隊(duì)的一員，我國(guó)在月球樣品同位素定年、礦物學(xué)分析、沖擊變質(zhì)研究等方面取得一系列原創(chuàng)成果。

我國(guó)通過(guò)嫦娥五號(hào)月壤樣品，揭示月球20億年前仍存在火山活動(dòng)，重建近20億年以來(lái)的撞擊通量歷史，得到國(guó)際廣泛認(rèn)可；在地外樣品研究中，自主研發(fā)了國(guó)產(chǎn)首臺(tái)雙聚焦SIMS，分析能力國(guó)際領(lǐng)先。

隨著越來(lái)越多航天任務(wù)實(shí)施，我國(guó)擁有越來(lái)越多第一手樣品、第一手探測(cè)數(shù)據(jù)，有條件提出自己的科學(xué)問(wèn)題、形成自己的技術(shù)體系、貢獻(xiàn)自己的國(guó)際成果。

虹灣幅月球地質(zhì)圖。（中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所供圖）

為火星采樣做準(zhǔn)備

未來(lái)行星科學(xué)不只要回答“這些天體是什么、怎么演化”，還要回答哪些資源存在、如何識(shí)別評(píng)價(jià)、如何進(jìn)行探測(cè)利用。“行星科學(xué)與傳統(tǒng)地質(zhì)研究交叉，是我們最具潛力也最具辨識(shí)度的發(fā)展優(yōu)勢(shì)。”中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所行星科學(xué)研究中心負(fù)責(zé)人龍濤說(shuō)。

開(kāi)展月球水冰、火星含水礦物、小行星水和揮發(fā)分、金屬資源及原位資源利用研究，自然資源和地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)有深厚的基礎(chǔ)，具備天然優(yōu)勢(shì)。

2005年前后，原國(guó)土資源部就組織成立探月工程相關(guān)工作機(jī)制，建立月球?qū)嶒?yàn)場(chǎng)、火星實(shí)驗(yàn)場(chǎng)，圍繞地外環(huán)境下物質(zhì)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和地質(zhì)過(guò)程開(kāi)展模擬研究。此后圍繞月球地質(zhì)圖編制、嫦娥任務(wù)著陸區(qū)選址、阿波羅和月球號(hào)樣品研究、嫦娥五號(hào)和六號(hào)返回樣品研究以及火星采樣返回任務(wù)選址論證等，形成較系統(tǒng)的行星地質(zhì)研究基礎(chǔ)。

“火星方向上，我們持續(xù)開(kāi)展火星地質(zhì)圖編制、著陸區(qū)評(píng)價(jià)和宜居環(huán)境分析，也參與了天問(wèn)三號(hào)著陸區(qū)篩選，核心是從地質(zhì)角度回答‘采哪里、采什么、為什么采’。”龍濤說(shuō)，同時(shí)面向未來(lái)地外樣品中有機(jī)質(zhì)、揮發(fā)分和輕元素分析的新需求，推進(jìn)自主研發(fā)的大型二次離子質(zhì)譜儀提升微區(qū)、微量、原位、高精度測(cè)試能力，為后續(xù)深空探測(cè)樣品研究提供支撐。

錨定太陽(yáng)系的“時(shí)間膠囊”

盡管地球早期可能遭受撞擊會(huì)瞬間剝離大氣、中斷宜居環(huán)境連續(xù)性，但是小行星和天體物質(zhì)輸入帶來(lái)水和揮發(fā)性元素，構(gòu)成原始水圈和大氣圈的重要來(lái)源。從這個(gè)角度講，小行星物質(zhì)輸入是生命演化的“原始資本”。

小行星是太陽(yáng)系早期物質(zhì)的“時(shí)間膠囊”。研究小行星，有助于理解地球水、有機(jī)質(zhì)和早期物質(zhì)來(lái)源，也能幫助人類認(rèn)識(shí)未來(lái)深空資源。

據(jù)透露，圍繞天問(wèn)二號(hào)小行星采樣返回，目前已在樣品研究、行星編圖和高端儀器方面做準(zhǔn)備。

“小行星樣品回來(lái)以后，要在很少樣品量上盡可能獲得可靠信息，我們布局了礦物化學(xué)、同位素年代學(xué)、揮發(fā)分和空間風(fēng)化分析等流程。”龍濤說(shuō)，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(xué)，就是支持人類更好認(rèn)識(shí)地球、保護(hù)地球、走向未來(lái)。（記者王立彬）