84歲的中科院院士歐陽自遠(yuǎn)拿起面前的話筒，緩緩起身，遞給了身后的年輕人。在5月8日舉行的香山科學(xué)會(huì)議第651次學(xué)術(shù)討論會(huì)上，“80后”科研人、中國地質(zhì)大學(xué)（北京）教授劉金高接過話筒發(fā)言：“我有一個(gè)問題，您提到的數(shù)值模擬是否考慮了時(shí)間維度？”
　　劉金高和作報(bào)告的中科院地球化學(xué)研究所研究員劉耘討論的數(shù)值模擬，是探索月球形成與演化這一重大科學(xué)命題的前沿研究方向之一。
　　如今，距離歐陽自遠(yuǎn)等老一輩科學(xué)家1958年開始系統(tǒng)開展月球科學(xué)、行星科學(xué)和天體化學(xué)研究已經(jīng)過去60多年，我國探月工程圓滿完成嫦娥一號(hào)、二號(hào)、三號(hào)及四號(hào)任務(wù)。今年下半年，嫦娥五號(hào)即將發(fā)射，科學(xué)家期待它帶回足夠多的“拼圖”，幫助解開月球諸多謎題。
　　諸多科學(xué)問題待解
　　作為地球唯一的天然衛(wèi)星，月球的身世之謎一直激發(fā)著人們的好奇心。上世紀(jì)80年代，“大撞擊假說”興起，逐漸成為被科學(xué)家廣泛接受的理論。這一假說認(rèn)為，大約45億年前，被一顆行星撞擊后，地球的一些部分被拋入太空，最終形成月球。撞擊過程中的極端高溫讓鉀、鉛、鉍等一些揮發(fā)性元素氣化而逃逸。這些元素被科學(xué)家們稱為“月球中等揮發(fā)份”。
　　不過，迄今為止，大撞擊的細(xì)節(jié)尚未完全確定。劉耘在報(bào)告中指出，“月球中等揮發(fā)份”丟失是該假說建立的重要支柱，未來對(duì)這一問題數(shù)值模擬研究的深入將推動(dòng)大撞擊理論的認(rèn)識(shí)。
　　巖漿洋演化，則是大撞擊之后的重要科學(xué)問題。大撞擊形成初期，月球大部分組成物質(zhì)處于熔融狀態(tài)形成巖漿洋，而隨著溫度降低，巖漿洋中的橄欖石、輝石開始結(jié)晶，下沉形成月幔堆晶，隨后斜長(zhǎng)石結(jié)晶并漂浮至巖漿洋表面。這一過程被稱為月球“巖漿洋分異”的標(biāo)準(zhǔn)模型。
　　不過，在對(duì)“阿波羅計(jì)劃”采集的樣品分析后，科學(xué)家對(duì)巖漿活動(dòng)模型也存在爭(zhēng)議。巖漿洋演化和分異過程，仍然是月球形成和演化中的一樁“懸案”。
　　嫦娥五號(hào)備受期待
　　瞄準(zhǔn)月球科學(xué)中的諸多難題，今年年底前后嫦娥五號(hào)探測(cè)器將發(fā)射，實(shí)現(xiàn)月球取樣返回地球。
　　據(jù)報(bào)道，嫦娥五號(hào)將選擇位于月球最大的月海風(fēng)暴洋北緣的呂姆克山附近著陸，鉆取深度約為2米的月壤巖芯柱，采集2公斤月球樣品。
　　對(duì)此，與會(huì)專家指出，風(fēng)暴洋地體相對(duì)較年輕，更富集鈾、釷、鉀等放射性元素，返回樣品將是絕佳的研究對(duì)象?！版隙鹞逄?hào)采樣的區(qū)域存在大約20億~13億年前的玄武巖，獲得這些年輕玄武巖的同位素年齡，將推進(jìn)對(duì)月球火山活動(dòng)和演化歷史的認(rèn)識(shí)?！鄙綎|大學(xué)空間科學(xué)研究院教授凌宗成說。
　　同時(shí)，圍繞返回樣品開展高精度年代學(xué)分析，結(jié)合微量元素和穩(wěn)定同位素信息，有望對(duì)月球內(nèi)部冷卻歷史及其巖漿演化晚期過程給出更精確描述。
　　在前期已經(jīng)實(shí)現(xiàn)月球遙感探測(cè)和就位探測(cè)基礎(chǔ)上，科學(xué)家們對(duì)精度更高的采樣返回抱有極大期待。
　　邁進(jìn)科學(xué)目標(biāo)驅(qū)動(dòng)時(shí)代
　　近年來，隨著探月工程“繞”“落”的實(shí)施，作為一位探月“老兵”，歐陽自遠(yuǎn)欣慰地看到，我國已經(jīng)具備了全月面到達(dá)能力。“深空探測(cè)是時(shí)候從工程目標(biāo)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)目標(biāo)驅(qū)動(dòng)了?！彼麖?qiáng)調(diào)。
　　《中國科學(xué)報(bào)》從此次會(huì)議上獲知，目前，我國正在進(jìn)行嫦娥四期和未來深空探測(cè)的立項(xiàng)論證。此次會(huì)議執(zhí)行主席、中科院地質(zhì)與地球物理研究所研究員林楊挺在會(huì)議報(bào)告中指出，有望在未來嫦娥四期工程中取得突破。
　　“例如，月球深達(dá)13公里的南極—艾肯盆地打開了一扇月球深部的窗口，在該區(qū)域進(jìn)行探測(cè)和采樣返回，將揭示下月殼和上月幔的物質(zhì)組成，制約巖漿洋的結(jié)晶過程，并為地—月物質(zhì)來源提供關(guān)鍵證據(jù)。同時(shí)，返回的最古老撞擊盆地樣品，還將揭開地—月系統(tǒng)最早期的撞擊歷史?！绷謼钔φf。
　　同時(shí)，我國火星探測(cè)已確定兩次任務(wù)，首次探測(cè)將于2020年發(fā)射，開展環(huán)繞、著陸和巡視等聯(lián)合探測(cè)，第二次探測(cè)計(jì)劃從火星采樣返回。目前，首次火星科學(xué)目標(biāo)已敲定。
　　與會(huì)專家一致認(rèn)為，未來在任務(wù)目標(biāo)確定及運(yùn)行管理方面，應(yīng)遵循國際成功的經(jīng)驗(yàn)和做法，讓作為科學(xué)數(shù)據(jù)和返回樣品用戶的科學(xué)家能夠主導(dǎo)科學(xué)載荷，獲得更多、更高質(zhì)量的科學(xué)數(shù)據(jù)和樣品，以保證科學(xué)目標(biāo)高水平實(shí)現(xiàn)。
　?。ㄔd于《中國科學(xué)報(bào)》 2019-05-14 第3版 綜合)