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2021-03-08
专家信息：田恒次 博士，中国科学院地质与地球物理研究所 副研究员
事情和研究偏向：同位素地球化学和天体化学
研究兴趣：使用月球陨石的元素含量和同位素组成研究月球的形成和演化。
教育履历：2012年结业于河北地质大学，2017年在中科院地质地球所获地球化学博士学位。
孙先生：
前几节课，我们约请到“嫦娥”专家来走进凯时课堂。月球样品采回来之后，我们究竟要怎么剖析、怎么做呢？着实在我们月球样品采回来前的几十年里，已经有很是多的人正在研究月球以及其他星球的陨石。那今天我们就特殊幸运地有请到了中国科学院地质与地球物理研究所的田恒次博士，他的主要偏向是同位素地球化学和天体化学。我先简朴先容一下他的教育配景：他是2012年结业于河北地质大学，2017年在中科院地质地球所获地球化学博士学位，他是使用月球陨石的元素含量和同位素组成研究月球的形成和演化。我给他起了一个名字叫做——“玩转”陨石的人。
田博士，您好
田先生：
您好
孙先生：
田博士，我想知道月球陨石都是那里采到的呢？我们在地球上采到的岩石，怎么能确定它是不是陨石呢？
田先生：
是这样的，我们国家现在，包括其他国家，采到陨石的话，主要的地方有两个：
第一个是在南极，在2000年左右的时间，咱们国家跟日本科考队去南极采了许多的样品。为什么南极可以采到陨石呢？现实上来讲，这个陨石掉到地球上任何一个位置的概率，理论上是一样的，然后南极由于没有树木，全是冰，以是陨石掉到南极之后，我们很容易就看获得。若是这个陨石是玄色的，从南极的冰盖上能看到的这种石头块，一样平常就是陨石。由于那里也没有火山活动，以是就是陨石。然后另外一个就是在沙漠，沙漠很是干燥，植被也很是希罕，陨石掉到沙漠之后，它就会较量容易地生涯下来。以是我们现在买的大部分陨石主要是来自西北非，西北非有大宗的沙漠，以是陨石去那里捡的也较量多。而若是这个陨石下降到都会，或是掉落到山内里，由于大山里有许多树，这种情形下是禁止易找着的，以是陨石主要是来自于这两个地方。
第二个问题是该怎么判别陨石。是这样的，你们看我PPT的右下边的图，各人可以看获得。这个是我最近一段时间买的陨石，你看这个陨石它现实上的因素跟地球上的岩石差不太多，主要的判别特征用肉眼看的话主要有三个：第一个就是岩石的外貌上，它有一个较量显着的黑黑的壳，这是一个特征，由于陨石下降到地球的时间它要穿过大气层，穿过大气层的时间，由于它速率非�？�，以是外貌这一层的岩石可能会爆发熔融，熔融之后会形成黑黑的壳 ；另一个照旧在穿过大气层的时间，它熔融之后会有一个气印。这个各人可以想象一下，一个陨石通过风的时间，最靠近的风的地方受到风的攻击力会较量强，岩石的外边会留下一个气�� ；第三个就是我们现在拿到这些陨石，有一部分是铁陨石，或者是中铁陨石，这种陨石它的密度很是大，拿起来之后会感受特殊重，它会比地球上的岩石重许多。以是这些是常见的用肉眼来判断陨石的要领。那么进一步，若是要确定它是来自于哪个星球，照旧要通过实验室的化学手段来判断。
孙先生：
好的。今天时机很难堪，我们同砚有什么问题可以要向田先生讨教吗？
同砚一：
田先生，你好。就是我对您研究兴趣内里的一句话“同位素组成研究月球的形成和演化”，凭证我们所学知识，一样平常同位素是用来测年的，我很好奇这个和月球形成和演化有什么关系？
田先生：
你好。是这样的，同位素系统有许多，地球化学有两个主要的研究领域。第一个你说的是同位素用来定年的，那么就是同位素年月学，包括铷–锶、钐–钕，这是两个同位素定年，尚有铀–铅同位素系统，这也是定年，尚有镥–铪和铼–锇。元素周期表尚有许多的同位素，好比说锂同位素，镁同位素，铁同位素等等，这些同位素是不可够用来定年的，它们主要是用作示踪的。以是，同位素一部分是可以用来做定年的，另一部分是不适适用来做定年的。那么这个情形下呢，用这些不适适用来做定年的同位向来研究月球上这些岩石的成因。
我不知道这样回覆你，你看能明确吗？
同砚：
您的意思就是说通过研究月球上岩石的成因，来判断它的形成和演化历程吗？
田先生：
对，就是说它是一个手段，使用研究这些差别类型的月球陨石，或者是这些岩石样品，研究他们的同位素，来反推这些岩石是怎么形成的。它的成因，就是由什么历程导致的岩石形成，包括有没有后期历程的加入等等。
这个地方说的同位素组成一样平常不止这些定年的，定年的又是一个很大的课题，叫同位素年月学嘛，专门是用来研究月球种种类型岩石或者矿物的同位素组成，来判断它们的形成年岁。
同砚：
谢谢田先生。
孙先生：
好的，那我们同砚尚有什么其他问题吗？
同砚二：
先生，可以听到吗？
田先生：
能听到。
同砚：
我有一个小小的问题。就是在去年十仲春份，我国发射的那颗“嫦娥”，它带回来的月壤。据我所相识，嫦娥探测器它着陆的地方应该是位于月球外貌的风暴洋，我查了资料以后发明风暴洋的形成与月球火山的活动是有关系的，我在网络上看的一些月球外貌的照片，我小我私家以为月球火山与地球火山它们在活动以后留下的形态上差别很大。我想问一下，月球火山的演化与地球火山的演化有什么差别的地方吗？
田先生：
总的来说，月球的火山活动跟地球的火山活动差别很是显着。我总结一下，或许有这几点：
第一个，通过前人的研究，月球或许在三十亿年之前，月球就基本上没有火山活动了，这个主要是由于月球的一些放射性的生热元素已经没有能量能够维持火山的喷发。第二个就是月球的水，月球上是没有海洋的，另外月球被以为是跟地球大撞击形成的，以是月球上整体的水的含量很是匮乏。由于月球的水很是少、生热的元素逐渐镌汰，又由于月球上没有大气，导致月球上的火山活动在三十亿年之前基本上已经没有了。由于没有水，以是它也没有俯冲板片，导致月球跟地球完全纷歧样，包括现在我们地球上有七个板块，板块之间有板块结构的保存，这是由于地球有水，以是这个就导致月球和地球差别很是显着。另外，就是你说的这个PKT地体，PKT地体它这个地方主要是富集了一些生热的元素，以是在这个地方你能看到大宗的玄色的地体，它就属于月海的玄武岩，我们采到的月球陨石主要可能就是来自于月海的玄武岩。
我不知道这样的回覆，可以吗？
同砚：
谢谢先生。
孙先生：
好的，不知道田博士有没有上过矿物学、结晶学这门课呢？其时学的时间，有没有什么履历给各人分享？
田先生：
我其时上矿物晶体学或许十年前了，然后现在的情形，我其时学的时间没那么系统，许多矿物晶体学的知识到厥后读硕士、博士的时间都给忘了，我以为在后期做研究的时间，前面的一些基础事情忘了着实挺贫困的，你到时间还要去补回来，以是我以为本科的时间最好是把矿物学、晶体学这些学得较量好一点。好比说，这些矿物是硅酸盐结构啊，照旧单链结构，双链结构，把这些学清晰，尚有这些矿物的化学组成，包括硅酸盐各个矿物的化学族，好比说尖晶石族有铬尖晶石等等差别的矿物族，再好比说辉石，它有单斜辉石，有斜方辉石，其中斜方辉石又包括种种各样的辉石。我建议各人学的时间，把每一个族内里差别的矿物都熟悉清晰，由于这样利便你以后做科学研究的时间能够理得更准确。最好的方法就是在学习的时间，要带着一个科学问题，这个问题哪怕很小，就好比说“我就想知道单斜辉石它包括哪几个矿物”，那么你带着这样一个问题做镜下视察的时间就要注重，单斜辉石族内里，差别的矿物它们晶体的结构、组成有什么差别，或者他们的化学式上究竟是哪个元素变了，哪个含量几多导致单斜辉石分了那么多个族。这样对未来做科学研究很是有资助。
孙先生：
好的，谢谢田博士今天的分享。
田先生：
谢谢。
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