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嫦娥五号月壤样品 图片由中国科学院科学传播局科技摄影工作联盟提供
2021年7月12日 , 嫦娥五号任务第一批月球科研样品正式发放给国内13家科研机构 , 中国科学院取得了其中5克样品 。 3个月过去了 , 这5克月壤能告诉我们什么?
中国科学院10月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 。 该系列研究由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 。
月球何时丧失了“火力”
人们经常用“火力壮”来形容一个人具有生命活力 。 如果星球也有生命 , 那么岩浆活动 , 就是星球是否还有“火力”的表现 。 论文的通讯作者、地质地球所研究员李献华院士说:“地球如此有活力的原因之一 , 就是内部还有岩浆活动 。 但是月球已经丧失了生命力 。 那么 , 月球的岩浆活动是什么时候停止的呢?”
要研究已经喷发过的火山 , 是看岩浆活动的产物——玄武岩 。 对美国、苏联的月球样本和地球上月球陨石的研究已证实 , 月球的岩浆活动至少持续到大约28~30亿年前 , 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 , 对于这个问题 , 科学界一直存在争议 。
嫦娥五号的着陆区是精心选择过的 , “科学家曾以一种统计区域撞击坑的大小和数量的方法 , 推断嫦娥五号着陆区是月球最年轻玄武岩单元之一 , 这一区域的年龄为10~30亿年 。 ”李献华介绍 , 在研究中 , 科研人员利用超高空间分辨率铀-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停止时间延长了约8亿年 。
月球晚期岩浆活动的成因是什么
对月球玄武岩进行精确定年后 , 接下来的问题就是 , 月球最晚期岩浆活动的成因究竟是什么?
文章主要作者之一、地质地球所研究员杨蔚介绍 , 目前科学界存在两种可能的解释:岩浆中富含放射性元素以提供热源 , 或富含水以降低熔点 。 “简单地说 , 要么有热源 , 要么是因为熔点低 , 更容易形成岩浆 。 放射性元素提供热源是目前学术界的主流假说 。 ”
但在此次的研究中 , 科学家取得了意料之外的结果 。 这里就要提到一种物质:克里普物质 。
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