3年，3000→3！国科大师生与月球“双向奔赴”

编者按

不久前，中国科学院大学（以下简称“国科大”）博士生导师、中国科学院地质与地球物理研究所（以下简称“地质地球所”）研究员李秋立团队，从嫦娥五号带回月壤样本中找到3颗火山玻璃珠，证明月球上的火山活动可以追溯到1.2亿年前，刷新了人们对月球岩浆活动时限的认知。相关成果发表于国际学术期刊Science（《科学》）。在明月高悬的中秋佳节，和国晓薇一起来听，国科大师生与月球“双向奔赴”的故事。

年轻的“脉搏”

约45亿年前，月球由一次地月大撞击产生的碎片聚集而成。几乎处于全熔状态的月球，只占地球质量的1.2%，传统上被认为会在较短时间内丧失热量，停止岩浆活动。岩浆活动的停止意味着月球在地质演化意义上“死亡”，研究岩浆活动的持续时间，对构建月球热演化模型有重要意义。

在以往研究中，美苏带回的月球样品以及收集到的月球陨石样品，测定年龄基本大于30亿年。因此人们认为，月球的火山活动早已结束。2021年，嫦娥五号玄武岩样品的精确定年结果表明，20.3（±0.04）亿年前月球仍存在较大规模的岩浆活动，这将月球的地质生命延长了约10亿年。

那么，月球会不会还存在更年轻的火山活动？

怀揣这样的追问，在“最年轻”的嫦娥五号月壤样品中，李秋立团队挑选出约3000颗玻璃珠，通过扫描电镜、电子探针、离子探针等分析手段，最终鉴定出3颗火山玻璃珠，并进一步对其进行铀-铅同位素体系定年，得出结论：这3颗珍贵的火山玻璃珠形成于1.2（±0.15）亿年前，代表了月球上存在这一期的火山活动。

也就是说，1.2亿年前，月球的“脉搏”在跳动。

3颗火山玻璃珠的图像与铀-铅定年结果

这一年轻火山作用的确认，将月球的火山活动时间，又在嫦娥五号玄武岩年龄的基础上延长了近19亿年，远远超出了以往的经验推断。

不久前，相关成果发表于国际学术期刊Science。国科大2020级地球化学专业博士生王碧雯，国科大博士毕业生、地质地球所在站博士后张谦为论文共同第一作者，地质地球所副研究员何雨旸与研究员李秋立为共同通讯作者。

研究成果发表于Science

3年，3000→3

时钟拨回到2020年12月17日。当日凌晨，嫦娥五号返回器携月壤着陆地球，中国拥有了第一份自己的月壤样品。

来年夏天，王碧雯结束在雁栖湖校区的集中教学后，回所了解到的第一件大事，便是地质地球所关于嫦娥五号样品的研究工作与成就。

也正是在这一年，李秋立将嫦娥五号月壤样品中挑选出的3000余颗玻璃珠交到了王碧雯的手中。

嫦娥五号样品中的玻璃珠

火山玻璃珠的形成模式图

月球上的玻璃珠成因有两种。除了本研究试图寻找的、由火山活动带来的“火山玻璃珠”，其余绝大多数都是由大大小小陨石撞击形成的“冲击玻璃珠”。

在存在大量冲击玻璃珠的情况下，分辨出极其少的火山玻璃珠已经相当困难，而在无法确定嫦娥五号月壤中是否存在火山玻璃珠的前提下，找到符合条件的、年轻的火山玻璃珠，更是难上加难。

一连几个月，王碧雯每天都在实验室，与小小玻璃珠打交道，给3000余颗玻璃珠进行“写真”。它们形态各异，有的像表情包，有的像爱心，有的像海豚，还有的像动漫角色……那些不均一的玻璃珠必然是冲击成因的，占到了73%以上。

王碧雯又对剩余800余颗玻璃珠进行了元素含量方面的分析，的确存在一些符合前人判别标准的火山玻璃珠，然而这些标准是必要并不充分条件。要确认成因，就需要地球化学研究中被称作“指纹”信息的同位素来证明。王碧雯对上百颗玻璃珠进行了硫同位素研究，发现它们全部都偏重，仍指示撞击成因。由于机时紧迫，再加上大家普遍认为月壤中没有火山玻璃珠，团队着手准备有关“冲击玻璃珠硫同位素特征”的文章。

奇伟、瑰怪，常在于险远。直到一年后，团队在进行补充实验时发现，对3000颗玻璃珠进行层层筛选后，仅仅有3颗玻璃珠的δ³⁴S（编者注：指硫同位素³⁴S/³²S相对于标准物质对应比值的相对变化）是负值。结合结构-主量-微量-同位素多方面判据，可以判断，它们正是寻找已久的火山玻璃珠。

这一发现迅速引起强烈反响。经过团队成员组稿、投稿、修改等努力，一年后，文章在Science正式上线。

三年砺剑，锋芒始现。

文章研究团队（左起分别为：张谦、李秋立、何雨旸、王碧雯）

“从游”与“同游”

对王碧雯而言，李秋立不仅是学业上的导师，还是生活中的引路人。在她的印象里，李秋立总是鼓励式教育，和蔼可亲，耐心倾听学生们的分享并给予建议。

“王孙岂愿踏孤征？碧水清波亦钟情。雯华十色终虚幻，冲出困境建伟功。”这是2023年春天，当王碧雯陷入沮丧低谷时，李秋立送给她的一首藏头诗。每句诗的开头连起来，是导师的暖心鼓励——“王碧雯冲”。

“当时看完特别感动，李老师的鼓励使我更加充满动力。”王碧雯动情回忆道。

同样令王碧雯难忘的，还有科研中团结协作的瞬间：一同在会议室里投屏写文章讨论、做完实验后一起用美食奖励自己……大家心往一处想，劲往一处使，最终守得云开见月明。

老师、师兄及合作者的指导，同门的帮助和关心，让她无数次重燃“冲出困境”的勇气：“保持好奇，保持期待，付诸努力，就一定有所收获。”

王碧雯（后排中）与同门合影

1.2亿年前宇宙的呼唤，终于听见公元21世纪的回响。不怕吃苦的钻研精神、不怕失败的乐观精神、善于思考的探索精神，是科研工作者始终如一的坚韧品格。

“少年应志存高远，不畏艰难险阻，砥砺前行，再接再厉，做一个对国家有用的人。”在3颗火山玻璃珠登上Science的那天，王碧雯在微信朋友圈写下目标与期待。

几千年来，月球，这位离我们最近的天体邻居，被赋予无限幻想与传说。人类的历史之于宇宙仅是沧海一粟，但在人们望向远方的眼睛里，那一抹不断求索、挑战未知的灼热将永远存在。

盈缺交替的轮回里，月球的故事、月壤的密码，依然在等待探索、破译。

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观微之光，可明远方

出品/国科大融媒体编辑部

文字/徐天怿

图片/受访者提供

中国科学院地质与地球物理研究所

万有博物书店张婷、王煜

美编/徐慧中

责编/王文灿

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