原標(biāo)題:看清“鎂嫦娥”的美,有多難?
【新聞背后】
實(shí)難想象,在月壤中發(fā)現(xiàn)新礦物,竟這么難!
“我們?cè)跓o(wú)數(shù)月壤顆粒中逐粒分析、反復(fù)比對(duì),終于捕捉到不同于已知礦物的異常成分,才鎖定了新礦物的關(guān)鍵線索。”中核集團(tuán)核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測(cè)試研究所副所長(zhǎng)葛祥坤說(shuō),月壤樣品極其珍貴,經(jīng)過(guò)海量篩查,最終只找到一個(gè)可供測(cè)試的理想顆粒,僅20微米左右,約為發(fā)絲直徑的1/5。
可又怎么確定這顆“月球珍寶”就是從未被記錄過(guò)的新礦物呢?葛祥坤說(shuō),僅測(cè)定其化學(xué)成分是不夠的,還必須解析其晶體結(jié)構(gòu)。比如石墨和鉆石都由碳組成,但不同的晶體結(jié)構(gòu)決定了它們是完全不同的礦物。要確定新礦物的晶體結(jié)構(gòu),必須從樣品靶中提取出單晶顆粒用于晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)采集。
從約20微米的顆粒上提取單晶,而且只有一次機(jī)會(huì),這是多大的挑戰(zhàn)?“在使用聚焦離子束掃描電鏡提取單晶顆粒時(shí),離子束切割必須精準(zhǔn)到微米甚至是亞微米級(jí)別,力度稍大就可能把微小晶體直接‘切飛’?!备鹣槔そo記者詳解道,操作過(guò)程中,每“切”一刀,都要仔細(xì)觀察鎂嫦娥石的表面情況,平常半天就能完成的作業(yè),這一次用了整整一天。
好不容易得到了單晶樣品,誰(shuí)承想,鎂嫦娥石來(lái)了個(gè)“猶抱琵琶半遮面”,還是不肯露出真容。原來(lái),鎂嫦娥石和我國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的首個(gè)月球新礦物——嫦娥石是“姐妹”,同屬于隕磷鈣鈉石族。此前該族所有礦物種的空間群均為R3c,但按照這個(gè)傳統(tǒng),始終無(wú)法得到鎂嫦娥石晶體結(jié)構(gòu)的理想結(jié)果,研究一度陷入停滯,“我們大膽突破傳統(tǒng)認(rèn)知,經(jīng)過(guò)反復(fù)推演驗(yàn)證,最終成功確定鎂嫦娥石的空間群為R3m,使之成為隕磷鈣鈉石族首個(gè)此空間群的礦物種,取得了礦物認(rèn)證的關(guān)鍵證據(jù)”。
“鎂嫦娥”到底有多美,科學(xué)家終于看清了!