李献华

近日，2022年北京“最美科技工作者”名单揭晓，中国科学院院士、中国科学院地质与地球物理研究所研究员李献华赫然在列。

“李献华”这个名字上一次走进公众视线，还是因为月壤。

2021年，他领导团队开展了对“嫦娥五号”月壤样品的第一批研究。那一次，他们的结果显示：月球的火山活动可以持续到20亿年前，比以往月球样品限定的火山活动延长了约8亿年。

而支撑这一结果的，竟然是只有0.15克的月壤樣品。

李献华是一位同位素地球化学家。

“每个人都有出生记录，我们可以根据人的出生记录计算他的年龄。如何测定一个矿物、一个岩石或者一个地质作用形成的年龄呢？就需要做同位素地质年代学研究。”李献华说。

对他来说，同位素是一个重要的“测年定年”工具。根据放射性同位素衰变定律，科学家可以为地球与行星科学研究提供精确的时间坐标，厘定深时地质过程发生和持续的时间，为不同地质作用的因果联系和协同演化提供依据。

在这个过程中，“精确”非常重要。而李献华勇于承担“嫦娥五号”首批样品研究，底气也在于“精确”。

早在1989年，李献华团队就用高精度单颗锆石U-Pb定年方法，首次在华南古生代花岗岩中发现25亿年残留锆石，证实了华夏陆块存在太古代地壳物质。后来，他们通过系统研究华南元古代地质和岩浆作用，提出华夏与扬子陆块在9亿年前就拼贴形成了华南大陆，而不是学术界以前认为的“Rodinia在10亿年前聚合”。

李献华认为，“更高精度、更高空间分辨率和更高效率”，是同位素年代学发展的重要趋势，也是地球与行星科学研究对地质年代学永恒的期待与要求。

2005年起，李献华领导建设了中国科学院第一个大型离子探针实验室，更多具有国际领先水平的微区原位同位素定年新技术新方法，也被他和团队推出。

比如：他们用多接收器分析技术，将离子探针锆石Pb同位素的分析精度提高5倍，突破了离子探针精确测定显生宙锆石Pb/Pb年龄的“禁区”;采用一次离子束高斯照明技术，实现了<5微米锆石U-Pb年龄的精确测定……

在提高精度这件事上，李献华和团队有足够的耐心。他们曾用3年的时间，将高精度U-Pb同位素体系定年的空间分辨率从传统的10微米提高到5微米，又用10年时间，将离子空间分辨率进一步提高到<3微米的国际领先水平。

“分析束斑小了，分析的信号量就小了很多，但我们又不能明显损失分析精度。”话到此处，李献华没有再对他们遇到的困难作更详细的描述，只是感慨道：“从10微米到5微米，再到3微米，看起来只是一小步，但每前进一步都非常不容易。”

每前进一步都不容易，但李献华走得很坚定。

“欧阳自远院士说，‘嫦娥五号’月壤样品可能是月球上最年轻的玄武岩。”

这让李献华很兴奋。毕竟，人类只是模糊地知道月球在45亿年前就形成了，但月球到底有多大年纪，月球刚形成的时候发生了什么，还鲜为人知。而解决这个问题，恰好是李献华的对口专业。

对他来说，做月球样品，还是做地球样品，本质上并没有区别，但月球样品要珍贵得多。事实上，在“嫦娥五号”月壤样品到来之前，中国学者想要研究月壤，只能靠1978年美国赠送的1克月壤中的一半。相比之下，能借到3克样品做研究，实在是“奢侈”。不过，李献华可舍不得大手大脚，生生还回去2.85克。

“月壤的平均粒度只有50微米，只有少数岩屑稍微粗一些，大约有几百微米，甚至有可能达到毫米级。”用李献华的话说，“吹口气可能就没了”，一定要珍惜。

2020年12月，“嫦娥五号”月壤样品返回后，李献华组织了10余场研讨会，力求把“做什么”和“怎么做”厘清，做好充分准备。7月12日第一批样品发放后，他立刻和团队一起“钻”进实验室。

第53个小时获得第一个定年数据，第55个小时获得第一个氢同位素和水含量数据，第7天完成全部预定分析，16天写完论文并投稿Nature……这样的节奏，他们居然真的实现了。

2021年10月19日，李献华团队的3篇论文同时在线发表。此时，距离他们接收样品，过去还不到100天。

他们的研究结果，证明了“嫦娥五号”玄武岩的确是目前月球上确定的最年轻的火山岩，将月球上的火山作用结束时间延长了至少8亿年。同时，他们也为构建新的月球热演化模型提供了新的“证据”基础。

对国内外同行来说，这些研究“改变了我们对月球的热历史和岩浆历史的认识”。

“这只是一个开始”。李献华说。

◎ 来源|中国青年报