月球尘埃的纳米级斑点大约与人的头发一样宽，现在可以逐个原子地进行高分辨率分析。
芝加哥大学的研究人员表示，他们使用一种称为原子探针断层扫描（APT）的创新方法，找到了一种方法来保存阿波罗任务期间收集的有限的珍贵月球岩石样本。
“五十年前，没有人预料到有人会用这种技术分析样品，而且只使用一小部分谷物，”说芝加哥大学地球物理学家菲利普·赫克（Philipp Heck），也是菲尔德博物馆的馆长。
“宇航员的手套上可能有数千个这样的颗粒，这对于一项大型研究来说是足够的材料。”
这么小的东西竟然包含如此多的信息，真是令人难以置信，更不用说我们能够以某种方式访问这个知识库了。
APT 是一种巧妙的技术，为我们提供了这种访问权限，是如此敏感，它可以对材料的微小样本进行逐个原子的成像，为研究人员提供强大的源 3D 分析。
为了使用 APT 分析月球尘埃颗粒，芝加哥大学的地球物理学家 Jennika Greer 准备了一个只有几百个原子宽的针状样品 - 她用聚焦的带电原子束从颗粒中雕刻出这个微小的柱子。
“我们可以使用纳米木工这个词，”解释哎呀。 “就像木匠塑造木材一样，我们在纳米尺度上对矿物质进行加工。”
准备将“针”从灰尘颗粒上提起。 （Greer 等人，陨石学与行星科学，2020）
然后是原子探针部分——研究人员使用激光将原子从针状样品上逐个敲落，观察每个原子飞走并撞击探测器板。
某些元素会以不同的速率从样品中飞出，这使得研究人员能够分析样品的真实成分和质地。 例如，与氢相比，铁需要更长的时间才能到达检测器板，因为它是一种较重的元素。
月球尘埃颗粒的一小块尖锐的碎片。 （珍妮卡·格里尔/菲尔德博物馆）
作者说，这是我们第一次能够在月球土壤的微小颗粒中看到原子的类型及其确切位置。 更好的是，由于他们从谷物中提取的物质很少，原始样本仍然基本完好无损，可用于未来的研究。
“这项技术具有如此高的灵敏度和分辨率，你可以找到用其他方法找不到的东西，并且只用掉一小部分样本，”说哎呀。
结果已经说服 NASA 资助为期三年的月球尘埃研究，使用 APT 来量化含水量和空间风化程度。
最近，研究人员建议持有大量的水储量在较深层的地下土层中； 能够在我们已有的土壤样本中找到这方面的证据将是巨大的。
与我们自己的星球不同，月球没有大气层来保护它。 太空是一个严酷的环境，尤其是在太阳的照射下，发出无尽的太阳粒子流和宇宙射线辐射。
月球的土壤因这种风化作用而发生了如此深刻的改变，卫星内部的内容可能与其外部不符。 通过了解月球表面的变化，这项新研究的作者希望我们能够以某种方式扭转时钟，并尝试找出月球土壤曾经是什么样子。
在 Greer 及其同事为月球尘埃样本创建的纳米级 3D 地图中，研究小组注意到了几种太空风化的产物，包括微相铁、氢，甚至可能曾经充满了太阳风离子的囊泡。
“因为这样的事情，我们了解了月球上的环境是什么样的，”格里尔说。
“这远远超出了宇航员在月球上行走时能够告诉我们的内容。这一小粒谷物保存了数百万年的历史。”
该研究发表于流星学与行星科学。
