怎樣確定月球的“脈動(dòng)”時(shí)間,？
◎? 王? 超
2020年12月，嫦娥五號(hào)探月歸來(lái),，帶回了1731克月球樣品,，這是我國(guó)首次完成地外天體樣品采集，也是人類44年來(lái)再次獲得新的月球樣品,?？茖W(xué)家們針對(duì)嫦娥五號(hào)帶回的月球樣品開(kāi)展研究，證明了月球在19.6億年前仍存在巖漿活動(dòng),，也就是說(shuō),，月球直到20億年前仍然在“脈動(dòng)”著。
20億年,，這可是一個(gè)極為漫長(zhǎng)的時(shí)間,。科學(xué)家們是如何確定這個(gè)時(shí)間的呢,？這就需要借助同位素地質(zhì)年代學(xué)的幫助,。
同位素地質(zhì)年代學(xué)又稱同位素年代學(xué)，是一種通過(guò)對(duì)自然界放射性同位素衰變規(guī)律的研究,，測(cè)定各種地質(zhì)體的形成時(shí)間和地質(zhì)事件發(fā)生的時(shí)代的方法,，被廣泛應(yīng)用于研究地球和地外行星及衛(wèi)星物質(zhì)的形成歷史和演化規(guī)律。能自發(fā)地放射各種射線的同位素稱為放射性同位素,。放射性同位素放射出α 或β射線而發(fā)生核轉(zhuǎn)變的過(guò)程稱放射性衰變,，在放射性衰變過(guò)程中放射性母體同位素的原子數(shù)衰減到原子數(shù)目的一半所需的時(shí)間稱為半衰期。半衰期不隨外界條件,、元素所處狀態(tài)或元素質(zhì)量的變化而改變,，所以可以精確確定以往地質(zhì)事件的時(shí)間。不同元素半衰期的長(zhǎng)短差別很大,，短的只有10秒~7秒,，長(zhǎng)的可達(dá)1018年。放射性同位素在單位時(shí)間內(nèi)每個(gè)原子核的衰變幾率稱衰變常數(shù)(λ),。半衰期和衰變常數(shù)是利用放射性衰變定律計(jì)算地質(zhì)年代時(shí)的兩個(gè)重要特征常數(shù),。同位素地質(zhì)年代學(xué)依據(jù)放射性同位素衰變定律進(jìn)行精確的地質(zhì)計(jì)時(shí)，為地球形成以來(lái)各個(gè)主要演化階段確定了科學(xué)時(shí)標(biāo),，所測(cè)年齡通常以百萬(wàn)年（Ma）來(lái)表示,。
同位素地質(zhì)年代學(xué)是地質(zhì)學(xué)、核物理學(xué)和放射化學(xué)相互結(jié)合逐漸發(fā)展而成的,，所涉及的同位素主要有鈾-釷-鉛體系,、鉀-氬體系、銣-鍶體系,、釤-釹體系,、鑭-鈰體系,、镥-鉿體系、錸-鋨體系,、碳-14體系等,。可以說(shuō)現(xiàn)代地質(zhì)學(xué)在已經(jīng)離不開(kāi)同位素地質(zhì)學(xué)的研究,。同位素地質(zhì)年代學(xué)的發(fā)展與計(jì)算機(jī)技術(shù),、超微超純分析技術(shù)，特別是質(zhì)譜分析技術(shù)的高速發(fā)展密切相關(guān),，這些技術(shù)的發(fā)展大大提高了同位素測(cè)量的靈敏度和分辨率,。
目前，由于各種新型同位素分析儀器的開(kāi)發(fā)利用與分析測(cè)試技術(shù)方法的開(kāi)發(fā)與利用,，大大拓寬了各種同位素新技術(shù)方法在地球科學(xué)各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用,，并取得了一系列令人矚目的新發(fā)現(xiàn)與新認(rèn)識(shí)。比如在對(duì)嫦娥五號(hào)月球樣品的研究中,，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院北京離子探針中心的科學(xué)家就利用高分辨率二次離子質(zhì)譜儀（SHRIMP）,，通過(guò)對(duì)月球上采集到的玄武巖樣品中鈾-釷-鉛同位素體系的精確研究，得到了較為精確的月球巖漿活動(dòng)時(shí)間記錄,，刷新了月球巖漿活動(dòng)機(jī)制的認(rèn)知,。
高分辨率二次離子質(zhì)譜儀（SHRIMP）
近年來(lái)，采用同位素地質(zhì)年代學(xué)對(duì)各種地質(zhì)體及地質(zhì)事件的定年,，已經(jīng)獲得了非常豐富的資料,。然而由于地質(zhì)作用過(guò)程的復(fù)雜性、多期性與測(cè)年方法及測(cè)試對(duì)象的局限性,，對(duì)已經(jīng)獲得的年齡數(shù)據(jù),，不同的學(xué)者往往有不同的地質(zhì)解釋。因此仍然要對(duì)同位素定年方法中的適用性與局限性有關(guān)問(wèn)題開(kāi)展研究,，不僅有助于更新認(rèn)識(shí),、評(píng)價(jià)與應(yīng)用已有的資料，而且有利于今后工作中同位素定年方法的改進(jìn),。
（作者單位：中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心）
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