中新社北京9月9日電 題：尋覓“嫦娥石”：破譯十四萬分之一的可能
作者 郭超凱 馬帥莎
15毫克的月壤有多小？小到用肉眼來看近似1粒米；15毫克的月壤有多“大”？大到放在顯微鏡下它足足擁有14萬個顆粒。
但正是在這多如牛毛的14萬個顆粒中，中國科學(xué)家分離出1顆粒徑約10微米大小的單晶顆粒，成功解譯了其晶體結(jié)構(gòu)，確證其是一種全新的礦物。該礦物被命名為“嫦娥石”，這是人類在月球上發(fā)現(xiàn)的第6種新礦物，中國由此成為世界上第3個在月球發(fā)現(xiàn)新礦物的國家。
月球樣品。圖片來源：中核集團(tuán)核地研院打開一�！懊琢！钡氖澜�
2021年6月，嫦娥五號月球樣品面向全社會開放申請，中核集團(tuán)核工業(yè)北京地質(zhì)研究院(以下簡稱核地研院)成為首批獲得月球樣品的13家研究機(jī)構(gòu)之一。
那年7月，第一批50毫克月壤抵達(dá)核地研院。“按照協(xié)議規(guī)定，這50毫克只能損耗20毫克�！焙说匮性旱谝慌虑驑悠坟�(zé)任人黃志新研究員說。
20毫克是什么概念？“大概就1顆米粒大小吧。”在本次月壤研究中，核地研院研究員李婷負(fù)責(zé)將成千上萬的微小顆粒按實驗設(shè)計挑選分類，這個工作需要穩(wěn)定的手上功夫和極大的耐心。
“以往我們挑選地球樣品時，可以將凡士林等有一定粘性的物質(zhì)涂抹在針上幫助蘸取樣品。但月壤的挑選不允許引入外來物質(zhì)污染，只能靠針尖和顆粒之間摩擦產(chǎn)生的一點靜電吸附住樣品，這是一個既充滿希望、有時又絕望崩潰的過程。”李婷如是說。
坐在桌前、盯著顯微鏡、用一根纖細(xì)的納米取樣針反復(fù)去剝?nèi)〔坏?.000001毫克的顆粒……就這樣，李婷“死磕”了2個多月。
當(dāng)面對這批樣品分析獲得的大量數(shù)據(jù)時，這個心細(xì)如發(fā)的姑娘驚喜地發(fā)現(xiàn)：“月壤中有一種含鈣的磷酸鹽礦物，它含有的稀土元素遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于我們以往認(rèn)識的此類礦物中可以達(dá)到的含量，也就是說這是一顆我們認(rèn)知以外的新礦物�！�
中國科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)月球新礦物“嫦娥石”。圖片來源：中核集團(tuán)核地研院破譯十四萬分之一的可能
李婷清晰地記得，當(dāng)時它是一個10微米左右的顆粒，和輝石交互共生在一起，無論實驗手段還是后期的數(shù)據(jù)處理都沒有辦法把輝石剔除干凈，因此一直沒有獲得理想的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。
黃志新和李婷等人只能將希望寄托在申請到的第二份月壤樣品。這份重15毫克的月壤樣品，其樣品靶上含有14萬個顆粒。科研人員從中找到了一些新礦物的蹤跡，但有希望測到單晶結(jié)構(gòu)的只有1顆，而且這1顆還裂成了3小塊。
又是一番耐心和恒心的“決斗”，最終李婷使用聚焦離子束電鏡切出一顆10微米*7微米*4微米的純的單晶顆粒，其大小約普通人頭發(fā)絲平均直徑的十分之一。
科研人員將顆粒轉(zhuǎn)移到單晶衍射儀上收集衍射數(shù)據(jù)，最后解譯出新礦物的晶體結(jié)構(gòu)。在對新礦物進(jìn)行拉曼光譜分析、晶體光性描述、物理性質(zhì)計算后，他們通過系統(tǒng)詳盡的礦物學(xué)研究確定其為一種從未被發(fā)現(xiàn)過的新礦物。
在此之前，人類歷史上只發(fā)現(xiàn)過5種月球新礦物。核地研院的發(fā)現(xiàn)徹底改變了中國天體礦物的發(fā)現(xiàn)歷史，使中國成為世界第3個發(fā)現(xiàn)月球新礦物的國家。
談及這一重大發(fā)現(xiàn)，李婷認(rèn)為亮如星辰的成就背后是長年累月的積累，“近10年來核地研院主導(dǎo)和參與發(fā)現(xiàn)了17種新礦物，我們儲備了扎實的礦物學(xué)知識和先進(jìn)的研究技術(shù)，對我們來說發(fā)現(xiàn)月球新礦物既是偶然也是必然。”
取名“嫦娥石”的中國式浪漫
“嫦娥石”——這是核地研院科研團(tuán)隊為月球新礦物精心挑選的名字。
然而，2022年6月底這一礦物的英文名字“Changeite”因為與此前已發(fā)現(xiàn)的礦物“Changoite”太接近，而被國際礦物學(xué)協(xié)會否決。名稱沒通過，意味著這項成果暫時還無法發(fā)布。
“一個名字而已，改掉吧�！辈簧偃私o核地研院月球研究團(tuán)隊牽頭人李子穎意見，建議他按照國際慣例以中國地質(zhì)領(lǐng)域名人或礦物本身的物質(zhì)結(jié)構(gòu)來命名。
但李子穎心中有執(zhí)念：“我始終不想改變‘嫦娥石’這個名字，肯定能找到一個既有中國特色也符合國際慣例的英文名字。”
良久思索，“Changesite”這個帶有更豐富內(nèi)涵的名字被提交上去。李子穎告訴中新社記者，這是紀(jì)念中國嫦娥工程首次取回的月球樣品；它明確了該礦物來自中國傳統(tǒng)神話‘嫦娥’(Chang’E)的居住地(site)，即月球；同時也表明該礦物取自嫦娥五號(Chang’E)的降落點(site)；‘S’既是中文‘石-Shi’又是英文‘石-Stone’開頭的第一個字母，從發(fā)音上也更接近嫦娥石，國內(nèi)國際都好理解。
又等了一個多月，好消息終于傳來。該礦物獲批通過，最終名稱為“嫦娥石”，英文Changesite-(Y)。
從此，月亮上有了“嫦娥石”。(完)