我國科學家研究建立更精確月球年代標尺

中國首次地外天體采樣返回的嫦娥五號任務再出新成果：中國科學家基于嫦娥五號采自月球的樣品，研究建立起新的更精確的月球年代函數模型，將為月球和行星科學研究提供更精確的時間標尺。

中國科學院空天信息創新研究院(中科院空天院)15日發布消息說，該院遙感科學國家重點實驗室行星遙感團隊與中科院地球化學研究所、中科院國家天文臺等合作，利用嫦娥五號月球樣品的同位素年齡和著陸區撞擊坑統計結果，在目前國際常用月球年代函數的基礎上建立了新的更精確的年代函數模型，可用于今后月球地質單元定年，推演火星、水星等行星的新年代函數，提高定年精度。

嫦娥五號樣品年齡為月球年代函數的改進提供一顆珍貴的“金釘子”，也是嫦娥五號樣品對月球科學研究的一個獨特貢獻。這項月球和行星科研重要成果論文，北京時間15時凌晨獲國際專業學術期刊《自然-天文學》雜志(Nature Astronomy)發表，論文審稿人稱這項原創性工作具有重要意義，整個行星科學領域都會對這個結果感興趣。

中科院空天院行星遙感團隊岳宗玉研究員、邸凱昌研究員分別是論文第一作者和通訊作者，他們介紹說，在月球和行星科學研究中，確定重要地質單元和重大地質事件的年齡至關重要。早期在國際上，歐美科學家利用美國阿波羅(Apollo)和蘇聯月球(Luna)探測任務在月球表面采集的樣品，精確測年并建立撞擊坑統計定年方法，其中最著名和廣泛應用的是德國科學家格哈特·紐庫姆(Gerhard Neukum)建立的產率函數和年代函數，自1983年建立沿用至今。

不過，遺憾的是，Apollo和Luna采集的樣品年齡在約30億年至10億年間有一個很大的空白區間，幾乎占據月球地質歷史的一半，這也使得其年代函數的可靠性一直受到質疑。因此，尋找月球表面20億年左右地質單元的樣品對驗證和改進月球年代模型具有重大意義，這也成為嫦娥五號任務的科學目標之一。2020年12月，嫦娥五號在月球正面風暴洋北部呂姆克山、夏普月溪附近安全著陸，所采返回樣品的同位素測量結果表明其年齡為20.3億年，與預期很好吻合。

中科院空天院行星遙感團隊與合作者對嫦娥五號月球樣品開展研究，他們基于高分辨月球遙感影像的撞擊坑統計分析結果和撞擊坑產率函數，得到嫦娥五號采樣點地質單元的撞擊坑歸一化頻率，與嫦娥五號樣品的年齡構成建立月球年代函數模型一組新的控制數據，通過非線性最小二乘擬合算法，對Neukum(1983)年代函數進行更新，建立新的月球年代函數模型，并對新老函數的差異進行對比。

研究團隊分析顯示，根據新的年代函數得到的定年結果在大部分情況下更老一些，最大的差別在2億年左右。由于增加了嫦娥五號關鍵數據點，新的月球年代函數模型定年的精度優于經典的Neukum(1983)模型，可用于今后月球地質單元的定年。進一步研究表明，可根據新的月球年代函數，推演火星、水星等其他地外行星的新年代函數，提高定年精度。