中國科學院地質與地球物理研究所研究員，中國科學院大學教授、博士生導師李獻華院士近日獲得由北京市委宣傳部、市科協等部門聯合授予的2022年北京“最美科技工作者”稱號。
“獲獎讓我有機會向大傢介紹一下地球科學在做什麼。作為一名地球科學傢，我很快樂。研究地球科學，可以看遍全世界的山山水水並研究其中的奧秘。期待有更多年輕人選擇這個學科，它一定會讓你感到非常有趣。”采訪中，李獻華對專業的熱愛溢於言表。
中國速度
李獻華今年61歲，他最為公眾所熟知的貢獻，是去年的月壤研究成果。
2021年是李獻華院士帶領月球研究團隊以“中國速度”刷新人類對月球認知的一年。7月12日接收嫦娥五號帶回的月壤樣品，7天完成分析測試，16天完成論文撰寫投稿，10月19日於《自然》（Nature）雜志同時發表3篇論文。3篇論文揭示瞭三大重要發現：
一是測年，改寫瞭月球的“死亡年齡”。如果將巖漿比喻為星球的血液，最年輕的巖漿活動結束於何時，就意味著星球“死於”何時。過去，人們通過對月球隕石和美國阿波羅號帶回的月壤樣品的研究結果，推測月球“死於”大約28億年前。李獻華團隊揭示瞭月球最年輕的巖漿作用年齡為20億年前，比過往認知推遲瞭8億年至9億年。
二是測定瞭月球玄武巖樣品成分，發現月幔中並不富含放射性生熱元素。
三是測定玄武巖樣品水含量，發現月幔非常“幹”，含水量僅為百萬分之一至百萬分之五。
月球表面的玄武巖是從深部月幔熔融出來的。要想讓巖石熔融，就要升溫、加水（或其他揮發分）或降壓。放射性生熱元素高可以升溫，水則是最重要的揮發分。科學傢們曾猜測月球巖漿在較晚的年代仍在活動，可能是該區域表面的放射性生熱元素含量高，也可能是水含量高導致巖漿凝結更慢。現在，這兩個猜測都被否定瞭。
“放射性生熱元素不高，含水量又很低，這表明，我們對月球的熱演化歷史需要重新思考。”李獻華說。
中國科研團隊的多項突破性進展，對未來的月球探測和研究提出瞭新的方向，得到國際同行的高度認可。
研究質量這麼高，研究速度為何會這麼快？鞭策李獻華團隊的動力，是國際同行的速度。1969年阿波羅11號登月，美國科學傢於當年9月拿到月球樣本，次年1月發表研究論文，用時4個月。而“中國速度”想要更快！
“嫦娥五號樣品回來後，全世界都在等著。如果中國科學傢拿到樣品後一年半載出不瞭結果，會影響我們的學術聲譽。研究速度是一個國傢科研實力的展現。”李獻華說。
“中國速度”是在李獻華患白內障的情況下完成的。“那段時間視力越來越不好，體檢發現是白內障，因為要研究月壤，就推遲瞭手術。”2021年10月的成果發佈會上，李獻華隻能勉強看見幻燈片上的大標題，卻做出瞭流暢而精彩的匯報，因為所有研究細節他都爛熟於心。發佈會結束後，李獻華才到醫院做瞭手術。
十年一劍
太細瞭！這是李獻華第一眼看見月壤的感受。李獻華團隊申請到3克樣品。用3個小瓶子分裝的月壤，顆粒平均隻有50微米，沾在瓶壁上，仿佛吹一吹就會“飛”瞭。而市面上最精細的面粉，粒度也有100微米到120微米。
於微塵中解讀天體命運，是李獻華團隊十年磨一劍的厚積薄發。“速度快，是因為做瞭充分準備。3篇論文同時發表，每一篇後面都有多年的技術支撐。”
月球測年是重中之重。在月壤中找出來的能用於鈾—鉛同位素定年的含鈾礦物顆粒極其微小，大多數僅3微米至5微米，需要用最精細的離子探針，以離子束轟擊樣品表面。
要測量一粒礦物的年齡，就像打靶要打中10環，束斑必須比樣品小。正常情況下，離子探針儀器的精度是10微米。在研究月壤之前，中科院地質與地球物理研究所的科學傢和工程師花瞭十幾年，改進瞭離子探針儀器的關鍵硬件，將測量精度推進到小於3微米。“這樣的精度處於國際領先地位。”李獻華說。
月球樣品極其珍貴，要最大限度地減少損耗，有借有還。李獻華團隊借瞭3克樣品，還瞭2.85克，僅消耗0.15克就完成瞭第一批研究任務。這麼細微的損耗量，得益於多年的技術積累。“同位素分析技術我們也做過改進。過去做一次實驗，要溶掉十幾毫克樣品，現在用納克級樣品就可以瞭。”李獻華說。
更長遠一點說，李獻華研究月球樣品的技術，源自他數十年研究地球的積累。月球和地球都是星球，星球有生命，會成長演化，也會死亡沉寂。對李獻華來說，監測星球幾十億年來的巖漿活動，就像傾聽星球的“心跳節律”。
李獻華領導建設瞭中國科學院第一個大型離子探針實驗室和中科院廣州地化所同位素地球化學青年實驗室，研發出多項國際領先水平的微區原位同位素定年新技術新方法，吸引瞭許多國外科學傢前來學習。他為提升中國相關研究領域的國際學術競爭力作出瞭重要貢獻，2019年當選為中國科學院院士。
放眼世界
“世界那麼大，你不想去看看嗎？”地球科學是一個讀萬卷書行萬裡路的學科，領略山水風光、探索自然奧秘正是李獻華熱愛這個專業的理由。
李獻華1961年生於江蘇南京，1979年高考時出於對宇宙奧秘的好奇，報考瞭中國科技大學地球和空間科學系。在大學裡，他讀到一本講月球的書《月質學研究進展》，覺得非常有趣，就在1983年研究生考試時報考天體化學專業。不料當年報考這個專業的學生太多，李獻華被調劑到同位素地質年代學專業，師從塗光熾院士。
通俗地講，同位素地質年代學就是測定石頭的年齡。進入這個專業後，李獻華又很快找到瞭樂趣，走遍山山水水，研究各種地質作用“在什麼時候發生”和“為什麼發生”。比如，李獻華團隊曾精確測定瞭華南新元古代冰期的起始年齡，為雪球地球理論和地質年表成冰系時代的修訂提供瞭關鍵年代學證據。
上世紀，李獻華參加野外考察主要在國內，出國以學習為主。2000年後，中國的地球科學研究開始走出國門。李獻華說，做地球科學傢，要有更開闊的視野和胸懷，才能有更好的合作與交流。“我們現在科研條件和能力有瞭很大提升，要放眼世界，為地球科學作出中國科學傢應有的貢獻。”
新冠肺炎疫情之前的最後一次出國考察，李獻華走進加拿大阿卡斯塔地區，這裡保留著地球已知唯一的40億年前的巖石。“在那片靠近北極圈的無人區裡，我摸到瞭最古老的巖石，還見到瞭絢爛的極光，畢生難忘。”
未來還想研究什麼樣品？李獻華說：“現在樣品是月球正面的，我還想分析月球背面的樣品，研究月球最古老的歷史。還希望研究火星的樣品。”
李獻華期待更多年輕人加入地球科學研究中。對於青年學者，他有兩個建議：“一是要研究重要的科學問題，關註度高；二是要做紮實的工作，生命力強。”
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