月表主要硅酸盐矿物中太阳风成因水的实验对比研究

基本信息
批准号:41773066
项目类别:面上项目
资助金额:65.00
负责人:唐红
学科分类:
依托单位:中国科学院地球化学研究所
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:莫冰,刘连银,曾小家,张明明,曾献棣
关键词:
月球特征差异硅酸盐矿物太阳风
结项摘要

Recently infrared spectroscopic measurements of lunar surface provide evidence for the presence of hydroxyl and water produced by solar-wind proton implantation. The OH/H2O absorption characteristics show obvious differences in lunar mare and highland associated with the main silicate-mineral compositions. However, the formation conditions, abundance, form, chemistry position and stability of solar wind-produced water among lunar main silicates minerals are still not known clearly. In order to solve this problem, this project intends to simulate the process of solar wind implantation by hydrogen bombardment into olivine, orthopyroxene, clinopyroxene and anorthite. We also simulate the temperature and solar radiation condition by heating stage and vacuum ultraviolet. Infrared Spectrometer, Raman Spectrometer, Secondary Iron Microprobe and Transmission Electron Microscope would be used to analyze the content, form, chemistry position and hydrogen isotope of water in the samples. The differences involved formation conditions, abundance, form, chemistry position and stability of solar wind-produced water among lunar main silicates minerals would be determined, which is the basis for the interpretation of remote sensing. This study will provide the foundation to evaluation for the source of lunar polar water ice, and help us to further understanding of solar wind-produced water on the surfaces of airless bodies in solar system.

针对太阳风成因水在形成条件、含量、形态、化学位置和稳定性特征及其在矿物间的差异的认识不足这一现状,本项目拟以橄榄石、斜方辉石、单斜辉石和钙长石四种月表主要硅酸盐矿物为研究对象,采用离子注入技术模拟太阳风质子的注入作用,分析注入氢离子在矿物中形成水的条件,探讨水在矿物中的含量、形态和化学位置特征,进一步通过加热和UV辐射模拟月球表面温度和辐射环境,探讨离子注入形成水的稳定性,分析其逃逸速率以及逃逸过程中氢同位素分馏特征,确定四种硅酸盐矿物在太阳风注入过程中形成水的条件、含量、状态和化学位置以及稳定性的差异,为正确解释红外光谱探测数据中OH/H2O的吸收特征在月海和高地地区的变化差异提供依据,也为评估月球极区水冰来源和理解太阳系无大气天体表面太阳风成因水特征提供重要基础。

项目摘要

近年来,Cassini、Deep Impact 和Chandrayaan-1的红外光谱探测获得了月表水的重大发现,即月球全球表面普遍存在2.8μm 附近OH 和3μm 附近H2O 的吸收信号,并认为这些OH /H2O 形成于太阳风质子与月表含氧物质之间的相互作用,但是缺乏对不同物质成分中太阳风成因水形成条件、含量、形态和化学位置以及稳定性的系统研究。本项目针对这一问题开展了相关研究,结合理论计算和模拟实验以及相关的红外光谱、拉曼光谱、纳米离子探针、扫描电镜和透射电镜等一系列测试分析,获得了月表主要矿物和玻璃中太阳风成因水的含量、状态和剖面分布特征以及矿物表面结构的变化,探讨了了太阳风质子与硅酸盐矿物相互作用过程和形成水的作用机制,分析了月表温度对太阳风成因水逃逸和保存的影响以及该作用过程中的氢同位素分馏特征。这些研究成果对于深入认识月表太阳风成因水的状态、含量、分布和稳定性提供了重要的基础,同时也为研究月表水的成因过程和迁移运动等研究提供了重要依据,同时为月表水的红外光谱探测和数据的正确解译提供了参考。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

DOI:10.17521/cjpe.2019.0351
发表时间:2020
2

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

DOI:10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.10.026
发表时间:2022
3

水氮耦合及种植密度对绿洲灌区玉米光合作用和干物质积累特征的调控效应

水氮耦合及种植密度对绿洲灌区玉米光合作用和干物质积累特征的调控效应

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.03.004
发表时间:2019
4

空气电晕放电发展过程的特征发射光谱分析与放电识别

空气电晕放电发展过程的特征发射光谱分析与放电识别

DOI:10.3964/j.issn.1000-0593(2022)09-2956-07
发表时间:2022
5

人工智能技术在矿工不安全行为识别中的融合应用

人工智能技术在矿工不安全行为识别中的融合应用

DOI:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.01.002
发表时间:2019

唐红的其他基金

批准号:30571640
批准年份:2005
资助金额:24.00
项目类别:面上项目
批准号:81772193
批准年份:2017
资助金额:56.00
项目类别:面上项目
批准号:10947154
批准年份:2009
资助金额:3.00
项目类别:专项基金项目
批准号:41403057
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:U1330138
批准年份:2013
资助金额:80.00
项目类别:联合基金项目
批准号:39670670
批准年份:1996
资助金额:9.00
项目类别:面上项目
批准号:11202202
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30872535
批准年份:2008
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:31260281
批准年份:2012
资助金额:54.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:31760307
批准年份:2017
资助金额:38.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:39200007
批准年份:1992
资助金额:5.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61040044
批准年份:2010
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
批准号:30972622
批准年份:2009
资助金额:33.00
项目类别:面上项目
批准号:81271811
批准年份:2012
资助金额:70.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

太阳风对月壤矿物结构和成分特征改造的模拟实验研究

批准号:41373067
批准年份:2013
负责人:李雄耀
学科分类:D0307
资助金额:95.00
项目类别:面上项目
2

太阳风注入月表斜长石所生成水的形态和热稳定性模拟研究

批准号:41403057
批准年份:2014
负责人:唐红
学科分类:D0307
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
3

月表磁异常结构与太阳风相互作用的统计分析

批准号:41174146
批准年份:2011
负责人:崔峻
学科分类:D0411
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
4

俯冲带中主要含水矿物的电导率实验研究及其对高导异常成因的启示

批准号:41772042
批准年份:2017
负责人:胡海英
学科分类:D0203
资助金额:80.00
项目类别:面上项目