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嫦娥|深化对月球演化的认知

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中科院发布嫦娥五号月球科研样品最新研究成果
深化对月球演化的认知（科技自立自强）
嫦娥五号月壤样品 。 中国科学院供图
月球上火山活动何时停止？曾经的岩浆活动如何维持？月球内部有多少水？19日 ， 中国科学院发布了嫦娥五号月球科研样品最新研究成果 ， 对上述问题进行了解答 。 研究证明 ， 嫦娥五号月球样品为一类新的月海玄武岩 ， 月球最“年轻”玄武岩年龄为20亿年 ， 比以往月球样品限定的岩浆活动时间延长了约8亿年 ， 其晚期岩浆活动的源区并不富集放射性元素 ， 并且月幔源区几乎没有水 。
相关研究成果于北京时间10月15日和19日分别发表在《国家科学评论》和《自然》上 。
月球直到20亿年前仍存在岩浆活动
2020年12月17日 ， 嫦娥五号样品舱成功着陆内蒙古四子王旗 ， 带回了1731克月球样品 ， 这是我国首次完成地外天体样品采集 ， 也是人类44年来再次取回新的月球样品 。
月球玄武岩是月幔部分熔融形成的岩浆经过火山喷发至月表冷却结晶形成的岩石 。 火山活动是月球具有内动力的表现 ， 火山活动停止表明月球失去了内动力 ， 也就意味着地质意义上的“死亡” 。 因此 ， 研究火山岩可以揭示月球化学组成和热演化历史 。
此前的月球样本和地球上月球陨石研究已证实 ， 月球的生命特征——岩浆活动至少持续到28亿至30亿年前 ， 古老的岩浆喷发活动留下的黑色玄武岩形成了所见的“月海” 。 但是 ， 对于月球最晚期岩浆活动的成因和岩浆活动停止的确切时间等问题 ， 科学界一直存在争议 。
围绕上述问题 ， 中科院地质与地球物理研究所（以下简称地质地球所）和国家天文台主导 ， 联合多家研究机构团队对嫦娥五号月壤样品中的玄武岩岩屑进行了年代学和岩石地球化学研究 。
嫦娥五号这次在月球上的着陆点位于风暴洋西北处吕姆克山附近 ， 远离人类以前的采样点 。 中科院院士、地质地球所研究员李献华说：“嫦娥五号着陆区是月球最年轻玄武岩单元之一 ， 过去科学家曾以一种统计区域撞击坑的大小和数量的方法 ， 推断这一区域的年龄为10亿至30亿年 。 但是这种方法存在着极大的不确定性 。 ”
在这次最新的研究中 ， 科研人员利用超高空间分辨铀—铅（U—Pb）定年技术 ， 对嫦娥五号月球样品玄武岩岩屑中50余颗富铀矿物（斜锆石、钙钛锆石、静海石）进行分析 ， 确定玄武岩形成年龄为20.30±0.04亿年 ， 证实月球最“年轻”玄武岩年龄为20亿年 。 也就是说 ， 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 。
“此次嫦娥五号月球样品玄武岩的精确年代学数据为撞击坑统计定年曲线提供了关键锚点 ， 将大幅提高内太阳系星体表面的撞击坑统计定年精度 。 ”李献华说 。

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