研究团队|月幔“干”而不“热”,月球何以“延寿”8亿年( 二 )


这说明 , 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停止时间延长了约8亿年 。 这一年代的精确测定数据 , 还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 。
新课题浮现
月球何以维持长时间岩浆活动
那么 , 月球这8亿年的“寿命”是如何维持延续的呢?月球最晚期岩浆活动的成因一直是行星科学的未解之谜 。 目前 , 科学家认为存在两种可能解释:其一是月球岩浆源区富含生热元素以提供热源 , 其二是该区域富含水以降低熔点 。
【研究团队|月幔“干”而不“热”,月球何以“延寿”8亿年】围绕这两种可能性 , 地质地球所与国家天文台团队对嫦娥五号月球样品中的玄武岩岩屑进行了年代学和岩石地球化学研究 , 结果令他们大为意外 。
利用地质地球所研发的超高空间分辨率同位素分析技术 , 研究团队发现 , 嫦娥五号玄武岩初始熔融时并没有卷入富集钾、稀土元素、磷的“克里普物质”——这几种元素在地球化学上被称为“不相容元素” , 意为不容易进入到固体中 。
也就是说 , 嫦娥五号样品富集克里普物质的特征是在岩浆后期形成的 , 排除其月幔源区富含放射性生热元素的主流假说 , 揭示了月球晚期岩浆活动过程 。
而且 , 他们还发现 , 嫦娥五号玄武岩的岩浆源区并不富含水 , 其月幔源区每克岩石的水含量仅为1至5微克 , 可以说月幔非常“干” 。 科研人员指出 , 这一发现也排除了月幔初始熔融时因水含量高而具有低熔点 , 从而导致该区域长时间存在岩浆活动的猜想 。
既然此前猜测的两种可能性都不存在 , “这就需要科学家通过更多研究 , 去给出月球演化的新解释” 。 李献华说 , 嫦娥五号样品研究的第一批成果 , 恰恰推开了一扇新的科学之门 。
续写新篇
“嫦娥”将补全月球演化历史
通过嫦娥五号月球样品的研究 , 人类终于对月球“死亡”前的历史 , 有了更加清晰的认识 。 然而 , 月球最初是怎样形成的 , 至今还是一个谜团 。
在中科院院士欧阳自远看来 , 补全这一头一尾两段月球演化史 , 中国科学家将会作出独到的贡献 。
他透露 , 在“嫦娥工程”后续任务安排中 , 有望飞到月球背面最古老的岩层那里去 , 并将采样带回地球 。“嫦娥四号在月球背面着陆 , 仅在月面进行探测 , 并未带回样品 , 嫦娥六号将可能实现这个愿望 。 ”
据悉 , 中国科学院正在积极推动月球样本研究的国际合作 , 目前与法国科研中心在月球样本合作研究方面已达成初步共识 。