为研究太阳风成因水在月表低纬度地区的分布特征,本文对中国科学院地质与地球物理研究所博物馆珍藏的一份Apollo 11月壤样品开展了单颗粒原位纳米离子探针H同位素和水含量深度剖面分析.结果表明月壤颗粒表层(＜200nm)具有较高的水含量(剖面最大水含量变化范围为0.35％～1.59％,平均值为0.82％),该结果与前人对Apollo样品的报导类似.除一颗斜长石的H同位素组成(δD=-262‰)落在月幔范围内,其余颗粒表层均非常贫D(δD变化范围为-987‰～-642‰).该强烈贫D的同位素组成与太阳风一致,完全不同于地球大气水,不仅证明这些样品的月球来源,并且主要是太阳风注入的贡献.矿物颗粒之间的水含量和δD值变化,很可能与太阳风注入后的扩散丢失程度不同有关.另外,我们观察到橄榄石、单斜辉石和长石的水含量剖面比较类似,整体呈现随深度逐渐递减的趋势.相比之下,玻璃质颗粒的水含量剖面呈现随深度先上升再降低的峰形特征,峰位在25～43nm深度.这两者之间的差异很可能跟H在矿物和玻璃中的扩散速率、辐射损伤层等的差异有关.本项研究也证明,即使对于H这样易于受地球污染的元素,在普通条件下(北京、瓶中密封)经过长达50多年的时间,仍能很好地保存注入月壤颗粒中的太阳风信息.但是低温、干燥和真空/惰性气体环境仍是长期保存的有利条件.

阿波罗11号;月壤;太阳风;水含量及氢同位素深度分析;月球低纬度地区

田恒次;郝佳龙;徐于晨;杨蔚;胡森;张驰;林杨挺;李献华;吴福元

中国科学院地质与地球物理研究所地球与行星物理院重点实验室,北京 100029;中国科学院国家空间科学中心,空间天气学国家重点实验室,北京 100190;中国科学院地质与地球物理研究所,岩石圈演化国家重点实验室,北京 100029

岩石学报

[1]田恒次;郝佳龙;徐于晨;杨蔚;胡森;张驰;林杨挺;李献华;吴福元-.Apollo 11月壤样品中太阳风成因的水及其意义)[J].岩石学报,2022(06):1823-1831

43nm,水含量及氢同位素深度分析,月球低纬度地区

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