月球、小行星等无大气行星体具有独特的反射光谱特征,其成因主要被归结于纳米级-亚微米级不透明颗粒等太空风化特征产物。本研究结合Apollo 返回样品和地面模拟实验,系统研究了月球、S型和C型小行星的太空风化特征产物及形成机理。研究结果表明,Apollo 15005.14月壤中纳米级单质金属铁(np-Fe
0)的形成原因主要为蒸发沉积作用并具有后期生长的特征。Huaxi普通球粒陨石在经受脉冲激光模拟微陨石轰击的改造后,表面可见亚微米级金属和硫化物颗粒(sm-FeNiS),熔融非晶层中可见np-Fe
0。前者具有熔融、溅射的成因特征,后者具有蒸发沉积与原位还原两种成因特征。Murchison碳质球粒陨石在经受脉冲激光模拟微陨石轰击的改造后,表面可见大量微米尺度的气泡结构及sm-FeNiS,水蚀变残留的橄榄石颗粒熔融非晶层中可见np-Fe
0。本研究通过对比分析月壤、激光轰击后普通球粒陨石和碳质球粒陨石样品中太空风化特征产物成因及差异,加深了月球、S型和C型小行星反射光谱太空风化改造特征形成机制的认识。研究结果对我国嫦娥五号月壤以及后续月球与小行星返回样品分析以及反射光谱太空风化改造特征的解释具有一定的参考价值。
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基金项目: 国家自然科学基金委重点项目(No. 41931077),面上项目(No. 41673071);中国科学院青年创新促进会(No. 2020395);国家国防科技工业局民用航天技术预先研究课题(D020201);中国科学院太空制造技术重点实验室开放基金(No. CAS-SMT-202001)。
第一作者简介:邰凯瑞(1997-),女,在读硕士研究生,主要从事无大气行星体太空风化作用研究。Email:
taikairui@mail.gyig.ac.cn。
*通讯作者:李阳(1984-),男,理学博士,主要从事月球与行星科学研究。Email:liyang@mail.gyig.ac.cn。
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