环球速讯：中国科学院地球化学研究所月球与行星科学研究中心副主任李阳：创新科学方法 探索月壤奥秘

• 2022-10-09 21:02:45 来源：甲秀新闻

李阳，男，中国科学院地球化学研究所项目研究员、月球与行星科学研究中心副主任。主要从事无大气行星体表壤形成及时空演化历史研究，在太空风化产物的多种成因机制及光谱改造效应等方面取得多项原创性研究成果，在Nature Astronomy，Astronomy & Astrophysics等SCI期刊发表论文35篇。现任月球与行星科学研究中心副主任、中科院地化所公共技术中心分中心主任等职务，入选中国科学院青年创新促进会会员、中国地质学会纳米地球科学专业委员会委员、《空间科学学报》第九届编委等。

(资料图片)

2020年底，嫦娥五号完成中国首次地外天体采样，从月球带回1731克月壤，作为中国天体化学的发源地和中国科学院在贵州省的唯一研究机构，中科院地球化学研究所先后申请到了多批月壤科研样品，科研人员对嫦娥五号样品的研究不断刷新着人类对月球演化的认知。

“通过对样品的研究，我们首次发现在月壤矿物表层中存在大量的太阳风成因水、首次发现歧化反应成因的单质金属铁、首次发现二氧化硅的高压相赛石英和斯石英……”谈起目前对月壤的研究情况，中国科学院地球化学研究所月球与行星科学研究中心副主任李阳如数家珍，眼里充满了自豪感。

从2008年开始，李阳便在中科院地球化学研究所从事月球与行星科学研究。在“嫦娥五号”带回月球土壤样品之前，中国科学家主要通过陨石样品和模拟实验开展行星科学研究。幸运的是，李阳的导师欧阳自远院士是我国陨石学和天体化学的开创者，是1970年代美国赠送给我国的月球样品研究工作的主要组织者和领导者，同时也是中国嫦娥探月工程的首任首席科学家。在研究生阶段的学习中，李阳对月壤的研究有了更深入的认识。

“对于行星科学来说，最好的研究方式是对第一手的原始数据和采回来的样品进行研究。”2021年7月，中国科学院地球化学研究所首批获得了30毫克嫦娥五号月球科研样品。“过去的一年中，我们先后获批了29份月壤样品，并已对其中的18份月壤开展了深入分析。”拿到月壤样品后，如何开展高效的研究工作，早日取得创新性的研究成果成为李阳和其他科研人员必须思考的问题。

而此前，为了研究月壤样品，中国科学院地球化学研究所一直在不断完善相关研究基础，特别是针对地外返回样品形成与演化过程的关键科学问题，基于热导率测量仪、正电子湮没谱以及飞行时间二次离子质谱等高精尖分析仪器，系统性研发了火星物质热导率、月壤颗粒粘附力、铁元素价态、纳米金属铁形成机制、辐射损伤检测、超轻及微量元素分析与检测方法，为嫦娥五号月壤等地外返回样品研究提供了专业的研究方法。

“拿到月壤样品后，我们首先需要安排好样品的分配和实验室的使用制度，提高工作效率。”李阳介绍，针对不同的研究方向，他们将月壤样品合理地分配给相关研究人员，同时，通过三班倒的方式，人歇设备不歇，将实验室充分利用起来，很快便取得了阶段性成果。

2022年1月，李阳研究团队首篇关于月壤中铁元素价态原位微区分析结果的论文上线。2022年3月，李阳研究团队首次在嫦娥五号铲取月壤中找到了铁橄榄石分解成因纳米金属铁(npFe0)的确切证据。李阳介绍，该研究结果表明，月壤形成过程中的冲击破碎作用以及月壤演化过程中微陨石撞击的局部热作用是嫦娥五号月壤中铁橄榄石分解形成纳米金属铁的主要原因，同时也可能是全月表月壤形成与演化初期阶段纳米金属铁的重要形成机制之一。

2022年6月，杜蔚研究团队在嫦娥五号月壤样品中发现了共生的二氧化硅的高压相——赛石英和斯石英。通过其形成的温压条件结合撞击条件模拟计算，推测该二氧化硅碎屑很有可能来自嫦娥五号采样区南面的Aristarchus撞击坑。本研究是首次在月球返回样品中确认发现赛石英，为前人通过遥感数据分析提出的嫦娥五号采样区存在远处撞击坑溅射物的观点提供了重要证据。

2022年9月，李阳研究团队针对嫦娥五号表取月壤粉末中的铁橄榄石颗粒开展了深入与细致的分析工作，在亚微米级尺度的二次撞击坑中发现了歧化反应成因纳米级单质金属铁的可靠证据，革新了数十年来学术界对月壤中纳米级单质金属铁形成机制的既有认知。该研究结果对于月球特别是两极永久阴影区、小行星以及外太阳系固态天体表壤中纳米级单质金属铁的形成机制具有广泛的参考与借鉴意义。

2022年9月，唐红、李雄耀研究团队通过红外光谱和纳米离子探针分析，发现嫦娥五号矿物表层中存在大量的太阳风成因水，估算出太阳风质子注入为嫦娥五号月壤贡献的水含量至少为170 ppm。结合透射电镜与能谱分析，揭示了太阳风成因水的形成和保存主要受矿物的暴露时间、晶体结构和成分等影响。为月壤中水的含量与来源提供了重要研究依据。

“目前，全国有关嫦娥五号月壤的研究论文已有近30篇，其中中国科学院地球化学研究所就有6篇，最短一个多月便有一项成果出来。”李阳表示，现在的研究主要揭示嫦娥五号着陆区月壤的情况，月球背面、两极地区和小行星还有很多奥秘需要揭晓，科研人员永远不会停下探索的脚步。

在李阳等科研人员的努力下，月球的神秘面纱正在被一层层揭开。放眼未来，到2030年左右，中国的科学家将依靠自己的月球与深空探测工程带回更多的月球样品、小行星样品和火星样品，继续推动中国行星科学向世界一流迈进。

编辑：李平平

统筹：汪东伟

编审：干江沄

标签： 科学方法 化学研究所

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