嫦娥五号月球样品最新研究成果发布 刷新月球演化传统认知

作者: 张泉、董瑞丰 来源:新华网
2021-10-19 23:01 
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中科院地质与地球物理研究所离子探针实验室团队(10月18日摄)。新华社记者 金立旺 摄

月球直到20亿年前仍存在岩浆活动,晚期岩浆活动的月幔源区并不富含放射性生热元素,而且非常“干”……中国科学院19日发布嫦娥五号月球科研样品最新研究成果,多项突破性进展给出了对月球演化的全新认识。

月海玄武岩浆的持续时间和地球化学特征是理解月球热-化学演化的“钥匙”。此前的研究已证实,月球岩浆活动至少持续到大约28亿至30亿年前。但对于月球岩浆活动停止的确切时间,科学界一直存在争议。

研究发现,嫦娥五号月球样品为一类新的月海玄武岩,不同于美国和苏联采样任务返回的月球样品。科研人员对嫦娥五号月球样品玄武岩岩屑中50余颗富铀矿物进行分析,确定玄武岩形成年龄为20.30±0.04亿年,表明月球直到20亿年前仍存在岩浆活动,比以往月球样品限定的岩浆活动延长了约8亿年。

月球最晚期岩浆活动的成因一直是未解之谜,目前科学界存在两种可能的解释:月幔源区富含放射性元素以提供热源,或月幔富含水以降低其熔点。

最新研究发现,嫦娥五号月球样品玄武岩的月幔源区并不富集“克里普物质”。由于“克里普物质”富含放射性生热元素,这一结果证明月幔放射性生热元素并不是形成嫦娥五号月球样品玄武岩的主要原因。

对于岩浆源区是否富含水,科研团队测定了嫦娥五号月球样品玄武岩中的水含量和氢同位素组成,发现月幔源区的水含量仅为1至5微克/克,也就是说月幔非常“干”。这一发现也排除了月幔富水而具有低熔点,导致该区域岩浆活动持续时间异常延长的猜想。

“该系列成果对月球热演化历史研究提出了新的科学问题,月球冷却如此之慢的原因并不清楚,需要全新的理论框架和演化模型,对未来的月球探测和研究提出了新的方向。”中国科学院院士、中科院地质与地球物理研究所研究员李献华说。

该系列研究由中科院地质与地球物理研究所和国家天文台主导,联合多家研究机构共同开展,相关成果形成4篇论文,在《国家科学评论》发表1篇,在国际学术期刊《自然》发表3篇。

【责任编辑:富文佳】

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