“月球质量只有地球的1.2% ， 理应早就完全固化了 。 我们进一步探讨月球为什么那么晚依然有火山活动 。 ”李献华说 。
地质与地球物理所纳米离子探针实验室主任杨蔚研究员介绍 ， 现有的理论认为 ， 月球形成之初 ， 曾被深达数百公里的岩浆洋覆盖 。 随着岩浆洋不断结晶 ， 不相容元素在残余熔体中不断富集 ， 形成富含钾（K）、稀土（REE）、磷（P）的岩石 ， 被简称为克里普岩（KREEP） 。 一个流行的假说是 ， 克里普岩富含的放射性元素为月球持续的岩浆活动提供主要热源 。
“我们的研究试图去揭示克里普对月球最晚的岩浆活动有什么贡献 。 同位素测定是识别克里普组分最有效的方式 ， 它们就像是岩石的DNA 。 ”杨蔚说 。
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中科院地质与地球物理所的实验人员在对月球玄武岩开展年龄测试 。 （受访单位供图）
他说：“月壤样品中的玄武岩颗粒都异常微细 ， 要想获得玄武岩同位素比值并非易事 。 如果说常规方法做DNA鉴定需要抽一大管血 ， 而我们面临的问题是只能用一滴血 。 ”其团队经过多年技术积累 ， 研发出超高空间分辨的激光原位分析方法 。
分析结果出乎所有人的预料 。
“嫦娥五号玄武岩形成过程中 ， 克里普组分的贡献不足0.5% 。 ”杨蔚说 。
这一发现意味着 ， 维持月球长期岩浆活动的 ， 并非是因为月幔中富含克里普 。 那么是什么原因造成月球晚年的火山活动呢？科学家又把目光投向了水 ， 如果月幔源区水含量高 ， 可能会降低源区物质的熔点导致熔融 。
地质与地球物理所林杨挺研究员说 ， 这里所说的水不是通常意义的水 ， 而是存在于矿物中的结构水 。 月球内部是“干”还是“湿”是科学家长期争论的问题 ， 月球内部水含量不仅是验证月球大碰撞假说的关键证据 ， 而且对岩浆的熔融和结晶都有重要影响 。
形成争议的一个原因是此前研究的阿波罗样品和月球陨石年龄都很古老 ， 经历了小行星、彗星撞击以及太阳风注入等后期改造 ， 撞击使不同来源的样品混杂在一起 。
“嫦娥五号取回了最年轻的月球玄武岩 ， 样品来源单一 ， 地质背景清晰 ， 从而为解答月球内部水的疑问提供了绝佳机会 。 ”林杨挺说 。
研究团队用高空间分辨的纳米离子探针分析了嫦娥五号玄武岩中的水含量和氢同位素组成 。 其中 ， 氢同位素组成相当于“指纹” ， 可用来识别水的来源或经历的岩浆过程 。
结果显示 ， 嫦娥五号玄武岩的源区非常“干” ， 比用阿波罗月岩和月球陨石估算的月幔水含量还要低 。 这表明造成月球火山活动延长8亿年的原因 ， 并非月幔源区水含量高而导致熔点降低之故 。
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