2021-03-08
專家信息：田恒次 博士,，中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所 副研究員
工作和研究方向：同位素地球化學和天體化學
研究興趣：利用月球隕石的元素含量和同位素組成研究月球的形成和演化。
教育經(jīng)歷：2012年畢業(yè)于河北地質(zhì)大學,，2017年在中科院地質(zhì)地球所獲地球化學博士學位,。
孫老師：
前幾節(jié)課，我們邀請到“嫦娥”專家來走進我們的課堂,。月球樣品采回來之后,，我們到底要怎么分析、怎么做呢,？其實在我們月球樣品采回來前的幾十年里,，已經(jīng)有非常多的人正在研究月球以及其他星球的隕石。那今天我們就特別榮幸地有請到了中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所的田恒次博士,，他的主要方向是同位素地球化學和天體化學,。我先簡單介紹一下他的教育背景：他是2012年畢業(yè)于河北地質(zhì)大學，2017年在中科院地質(zhì)地球所獲地球化學博士學位,，他是利用月球隕石的元素含量和同位素組成研究月球的形成和演化,。我給他起了一個名字叫做——“玩轉(zhuǎn)”隕石的人。
田博士,，您好
田老師：
您好
孫老師：
田博士,，我想知道月球隕石都是哪里采到的呢？我們在地球上采到的巖石,，怎么能確定它是不是隕石呢？
田老師：
是這樣的,，我們國家現(xiàn)在,，包括其他國家，采到隕石的話,，主要的地方有兩個：
第一個是在南極,，在2000年左右的時候，咱們國家跟日本科考隊去南極采了很多的樣品,。為什么南極可以采到隕石呢,？實際上來講，這個隕石掉到地球上任何一個位置的概率，理論上是一樣的,，然后南極因為沒有樹木,，全是冰，所以隕石掉到南極之后,，我們很容易就看得到,。假如這個隕石是黑色的，從南極的冰蓋上能看到的這種石頭塊,，一般就是隕石,。因為那邊也沒有火山活動，所以就是隕石,。然后另外一個就是在沙漠,，沙漠非常干燥，植被也非常稀少,，隕石掉到沙漠之后,，它就會比較容易地保存下來。所以我們現(xiàn)在買的大部分隕石主要是來自西北非,，西北非有大量的沙漠,，所以隕石去那里撿的也比較多。而如果這個隕石降落到城市,，或是掉落到山里面,，因為大山里有很多樹，這種情況下是不容易找著的,，所以隕石主要是來自于這兩個地方,。
第二個問題是該怎么鑒別隕石。是這樣的,，你們看我PPT的右下邊的圖,，大家可以看得到。這個是我最近一段時間買的隕石,，你看這個隕石它實際上的成分跟地球上的巖石差不太多,，主要的鑒別特征用肉眼看的話主要有三個：第一個就是巖石的表面上，它有一個比較明顯的黑黑的殼,，這是一個特征,，因為隕石降落到地球的時候它要穿過大氣層，穿過大氣層的時候,，因為它速度非?？欤员砻孢@一層的巖石可能會發(fā)生熔融,，熔融之后會形成黑黑的殼,；另一個還是在穿過大氣層的時候,，它熔融之后會有一個氣印。這個大家可以想象一下,，一個隕石通過風的時候,，最接近的風的地方受到風的沖擊力會比較強，巖石的外邊會留下一個氣??；第三個就是我們現(xiàn)在拿到這些隕石，有一部分是鐵隕石,，或者是中鐵隕石,，這種隕石它的密度非常大，拿起來之后會感覺特別重,，它會比地球上的巖石重很多,。所以這些是常見的用肉眼來判斷隕石的方法。那么進一步,，如果要確定它是來自于哪個星球,，還是要通過實驗室的化學手段來判斷。
孫老師：
好的,。今天機會很難得,，我們同學有什么問題可以要向田老師請教嗎？
同學一：
田老師,，你好,。就是我對您研究興趣里面的一句話“同位素組成研究月球的形成和演化”，按照我們所學知識,，一般同位素是用來測年的,，我很好奇這個和月球形成和演化有什么關(guān)系？
田老師：
你好,。是這樣的,，同位素體系有很多，地球化學有兩個主要的研究領(lǐng)域,。第一個你說的是同位素用來定年的,，那么就是同位素年代學，包括銣–鍶,、釤–釹,，這是兩個同位素定年，還有鈾–鉛同位素體系,，這也是定年，還有镥–鉿和錸–鋨,。元素周期表還有很多的同位素,，比如說鋰同位素,，鎂同位素，鐵同位素等等,，這些同位素是不能夠用來定年的,，它們主要是用作示蹤的。所以,，同位素一部分是可以用來做定年的,，另一部分是不適合用來做定年的。那么這個情況下呢,，用這些不適合用來做定年的同位素來研究月球上這些巖石的成因,。
我不知道這樣回答你，你看能理解嗎,？
同學：
您的意思就是說通過研究月球上巖石的成因,，來判斷它的形成和演化過程嗎？
田老師：
對,，就是說它是一個手段,，利用研究這些不同類型的月球隕石，或者是這些巖石樣品,，研究他們的同位素,，來反推這些巖石是怎么形成的。它的成因,，就是由什么過程導(dǎo)致的巖石形成,，包括有沒有后期過程的加入等等。
這個地方說的同位素組成一般不止這些定年的,，定年的又是一個很大的課題,，叫同位素年代學嘛，專門是用來研究月球各種類型巖石或者礦物的同位素組成,，來判斷它們的形成年齡,。
同學：
謝謝田老師。
孫老師：
好的,，那我們同學還有什么其他問題嗎,？
同學二：
老師，可以聽到嗎,？
田老師：
能聽到,。
同學：
我有一個小小的問題。就是在去年十二月份,，我國發(fā)射的那顆“嫦娥”,，它帶回來的月壤。據(jù)我所了解,，嫦娥探測器它著陸的地方應(yīng)該是位于月球表面的風暴洋,，我查了資料以后發(fā)現(xiàn)風暴洋的形成與月球火山的活動是有關(guān)系的,，我在網(wǎng)絡(luò)上看的一些月球表面的照片，我個人認為月球火山與地球火山它們在活動以后留下的形態(tài)上差距很大,。我想問一下,，月球火山的演化與地球火山的演化有什么不同的地方嗎？
田老師：
總的來說,，月球的火山活動跟地球的火山活動差別非常明顯,。我總結(jié)一下，大概有這幾點：
第一個,，通過前人的研究,，月球大概在三十億年之前，月球就基本上沒有火山活動了,，這個主要是因為月球的一些放射性的生熱元素已經(jīng)沒有能量能夠維持火山的噴發(fā),。第二個就是月球的水，月球上是沒有海洋的,，另外月球被認為是跟地球大撞擊形成的,，所以月球上整體的水的含量非常匱乏。因為月球的水非常少,、生熱的元素逐漸減少,，又因為月球上沒有大氣，導(dǎo)致月球上的火山活動在三十億年之前基本上已經(jīng)沒有了,。因為沒有水,，所以它也沒有俯沖板片，導(dǎo)致月球跟地球完全不一樣,，包括現(xiàn)在我們地球上有七個板塊,，板塊之間有板塊構(gòu)造的存在，這是因為地球有水,，所以這個就導(dǎo)致月球和地球差異非常明顯,。另外，就是你說的這個PKT地體,，PKT地體它這個地方主要是富集了一些生熱的元素,，所以在這個地方你能看到大量的黑色的地體，它就屬于月海的玄武巖,，我們采到的月球隕石主要可能就是來自于月海的玄武巖,。
我不知道這樣的回答，可以嗎,？
同學：
謝謝老師,。
孫老師：
好的，不知道田博士有沒有上過礦物學,、結(jié)晶學這門課呢,？當時學的時候,，有沒有什么經(jīng)驗給大家分享,？
田老師：
我當時上礦物晶體學大概十年前了,，然后現(xiàn)在的情況，我當時學的時候沒那么系統(tǒng),，很多礦物晶體學的知識到后來讀碩士,、博士的時候都給忘了，我覺得在后期做研究的時候,，前面的一些基礎(chǔ)工作忘了其實挺麻煩的,，你到時候還要去補回來，所以我覺得本科的時候最好是把礦物學,、晶體學這些學得比較好一點,。比如說，這些礦物是硅酸鹽結(jié)構(gòu)啊,，還是單鏈結(jié)構(gòu),，雙鏈結(jié)構(gòu)，把這些學清楚,，還有這些礦物的化學組成,，包括硅酸鹽各個礦物的化學族，比如說尖晶石族有鉻尖晶石等等不同的礦物族,，再比如說輝石,，它有單斜輝石，有斜方輝石,，其中斜方輝石又包括各種各樣的輝石,。我建議大家學的時候，把每一個族里面不同的礦物都認識清楚,，因為這樣方便你今后做科學研究的時候能夠理得更準確,。最好的方式就是在學習的時候，要帶著一個科學問題,，這個問題哪怕很小,，就比如說“我就想知道單斜輝石它包括哪幾個礦物”，那么你帶著這樣一個問題做鏡下觀察的時候就要注意,，單斜輝石族里面,，不同的礦物它們晶體的結(jié)構(gòu)、組成有什么差異,，或者他們的化學式上到底是哪個元素變了,，哪個含量多少導(dǎo)致單斜輝石分了那么多個族。這樣對將來做科學研究非常有幫助,。
孫老師：
好的,，謝謝田博士今天的分享,。
田老師：
謝謝。
