近日，我國宣布發(fā)現(xiàn)三種月球新礦物：鈰嫦娥石、鎂嫦娥石、鈰鎂嫦娥石。其中，“鈰嫦娥石”和“鈰鎂嫦娥石”由中國地質(zhì)科學(xué)院團隊牽頭發(fā)現(xiàn)。

2025年9月，中國地質(zhì)科學(xué)院的科研團隊將申領(lǐng)到的嫦娥五號月球樣品放入掃描電鏡。他們原本目的是研究一種在小行星、火星、月球上都發(fā)現(xiàn)過的礦物——“隕磷鈣鈉石”礦物族為什么在地球表面消失了。然而掃描樣品后，團隊很快發(fā)現(xiàn)情況不對。第一天掃完片子后，發(fā)現(xiàn)隕磷鈣鈉石還挺多，而且種類還不太一樣，在電鏡下可以看到成千上萬個微小的顆粒。

在對無數(shù)顆粒進行系統(tǒng)篩查時，科研人員注意到一些顆粒的成分特征與2022年發(fā)現(xiàn)的嫦娥石不同——嫦娥石富含重稀土，而這些顆粒更富輕稀土。這是一個強烈的信號，說明它們可能是一種從未在自然界中被發(fā)現(xiàn)的新礦物。雖然在課題申請階段，團隊已經(jīng)預(yù)判到樣品中或許存在潛在新礦物的可能性，但這么快就有可能發(fā)現(xiàn)了新的月球礦物，還是讓人感到驚喜。

王艷娟博士很快意識到這可能是一個新的礦物。新礦物研究被稱為“礦物學(xué)的奧林匹克”，誰先把新礦物的提案提交到國際礦物學(xué)會，誰就有命名的優(yōu)先權(quán)。因此，團隊馬上把研究的重點放到完全證明它是一個新礦物的工作當(dāng)中。

一個原本關(guān)于“礦物消失之謎”的研究，就這樣由于“幸福來得太突然”而暫時“跑了題”。經(jīng)過系統(tǒng)礦物學(xué)研究，團隊最終發(fā)現(xiàn)了“鈰嫦娥石”，這是一種富含輕稀土元素“鈰”的磷酸鹽礦物，與近日發(fā)現(xiàn)的“鈰鎂嫦娥石”和“鎂嫦娥石”一樣，都和2022年發(fā)現(xiàn)的嫦娥石屬于同一個礦物族。

找到了“可疑”目標(biāo)，并不等于就能宣布發(fā)現(xiàn)了新礦物。想讓它被國際科學(xué)界正式承認(rèn)，還需要在一?；覊m那么大的顆粒上，給潛在新礦物做一套完整的“體檢”。鈰嫦娥石的粒徑只有3到15微米，是頭發(fā)絲的十分之一到五十分之一，肉眼無法看見。要證明該礦物的化學(xué)成分或晶體結(jié)構(gòu)完全不同于自然界目前已知的任何一種礦物，還需要對它的物理性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)、譜學(xué)特征等進行系統(tǒng)礦物學(xué)表征。每一項都必須拿出精確數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)之間還需要可以相互交叉驗證。

整個過程中，稍有不慎就會前功盡棄?？蒲袌F隊在提取出3微米大小的礦物晶體后，很順利地獲得了高質(zhì)量的晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，最終證明它就是一種自然界尚未發(fā)現(xiàn)的新礦物。從拿到樣品到正式提交第一份申報，團隊只用了兩個月。提交后，國際礦物學(xué)協(xié)會新礦物命名及分類委員會的主席幾乎沒有提出任何問題，直接送上了祝賀。

“鈰嫦娥石”的特殊之處不僅因為它是一種新礦物，還因為它在月球隕石中也有發(fā)現(xiàn)。當(dāng)時，研究團隊開玩笑地用“真是仙女下凡了”來形容這次奇妙的發(fā)現(xiàn)。在樣品中鎖定目標(biāo)后，團隊成員車曉超提出我國境內(nèi)剛有第一塊被國際隕石學(xué)會正式認(rèn)證的月球隕石——“帕克帕克005”，這個隕石里，會不會也有“鈰嫦娥石”。這一想法得到了其他成員的一致認(rèn)可，于是團隊立刻同步制樣、繼續(xù)篩查，很快就得出了結(jié)果。很快就在“帕克帕克005”這個隕石里面也找到了，而且還很大顆的、非常好的顆粒。當(dāng)時團隊決定把這個嫦娥五號月球樣品作為全型標(biāo)本，“帕克帕克005”月球隕石作為它的共型標(biāo)本，共同提交給國際礦物學(xué)會。

新礦物申報通常只需要一份標(biāo)本、一個產(chǎn)地就夠了。同時提交兩個來源的樣品意味著要做兩倍的數(shù)據(jù)量、接受更嚴(yán)格的交叉驗證。但“鈰嫦娥石”的“雙重身份”，也讓它的證據(jù)鏈更加牢不可破。為了盡快完成新礦物的申請和命名，團隊在兩個多月的時間里連軸轉(zhuǎn)。提交給國際礦物學(xué)協(xié)會后，各國代表委員均給出了高度評價，其中一位委員在投票文件中寫道：這是在月球上和墜落到地球的月球隕石里，同時的、一個非凡的發(fā)現(xiàn)。

自然界已知的礦物有6000多種，而目前發(fā)現(xiàn)的月球新礦物只有11種。中國從2022年在嫦娥五號月球樣品中發(fā)現(xiàn)嫦娥石，到今年一口氣發(fā)現(xiàn)“鈰嫦娥石”、“鎂嫦娥石”、“鈰鎂嫦娥石”三種礦物，僅僅用了不到四年。費這么大勁去月球上找?guī)追N礦物，到底有什么用呢？

科學(xué)家有一個共識：月球是地球的“一部分”。大約45億年前，一顆火星大小的天體撞上了原始地球，甩出去的殘骸凝聚成了月球。此后，地球經(jīng)歷了板塊運動、火山噴發(fā)、風(fēng)吹雨打，幾乎所有古老的記錄都被“抹”掉了。而月球沒有大氣、沒有水、沒有生物活動，就像一個被密封了45億年的“檔案柜”。

此前，車曉超所在團隊在嫦娥五號月球樣品中發(fā)現(xiàn)了一次約6800萬年前的撞擊記錄，而地球上白堊紀(jì)恐龍滅絕事件發(fā)生在6600萬年前。兩個時間如此接近，它們之間有沒有關(guān)聯(lián)？月球樣品正在幫科學(xué)家尋找答案。

面向未來，中國科學(xué)家的目光已經(jīng)投向了更遠(yuǎn)的火星，天問三號計劃于2031年將火星樣品帶回地球，這有望是世界上首次火星采樣返回任務(wù)。