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以下内容转述自百度知道,2024年11月16日,光明网发布了一篇文章,聚焦于中国科学家在嫦娥六号月壤样本上取得的新成果,并在国际顶尖学术期刊《自然》与《科学》杂志上发表。这些成果为月球演化研究提供了关键的科学证据。
11月15日,中国科学家基于嫦娥六号从月球背面采集的样品,首次揭示了约28亿年前月球背面仍存在的年轻岩浆活动。这一发现填补了月球玄武岩样品在该时期的记录空白,并且指出月球背面的岩浆活动始于42亿年前,并持续了至少14亿年。这些研究为理解月球的演化历程提供了重要线索。
国际科学界通过阿波罗任务、Luna任务等已经认识到月球正面的月海火山活动可以追溯到40亿年前。自2021年以来,中国科学家利用嫦娥五号返回的月壤样本,进一步证明月球正面在20亿年前仍然存在较大规模的岩浆活动,并揭示了月球正面甚至在1.2亿年前仍存在小规模的火山活动。
由于月球具有“二分性”,月球正面和背面在形貌、成分、月壳厚度、岩浆活动等方面存在显著差异,但其形成机制仍是一个未解之谜。此前,科学界对月球背面的认识主要基于遥感研究。2024年6月25日,我国嫦娥六号月球探测器携带1935.3克月球背面样品返回地球,这些样品采集于月球背面的南极-艾特肯盆地,为解开月球正面和背面物质组成的差异、破解月球二分性之谜提供了宝贵的机会。
月海玄武岩是探索月球内部物质组成和热演化的重要窗口。因此,嫦娥六号返回样品研究的首要任务就是确定玄武岩岩屑的年龄和岩浆源区性质。
在《自然》杂志的研究中,中国科学院院士李献华和研究员李秋立,以及来自中国科学院国家天文台的研究团队,通过对5克月壤中的108颗玄武岩岩屑进行定年研究,揭示了嫦娥六号着陆点28(28.07±0.03)亿年前存在火山活动,且岩浆来自亏损克里普物质(KREEP,富含钾、稀土和磷等元素的物质)的源区。其中一颗高铝玄武岩岩屑揭示42亿年前存在来自富集克里普物质源区的火山活动。
综合来看,月球背面火山活动至少持续了14亿年以上,且月幔源区经历了从克里普物质富集到亏损的转变。此外,同位素定年结果与撞击坑统计定年结果基本一致,显示月球正面和背面遭受陨石撞击的概率相当。
《自然》杂志的审稿人对此项研究给予了高度评价,指出这是一项“令人兴奋”的研究,并认为研究团队首次对月球背面玄武岩进行了地质年代学分析,提供了高质量、高水准的数据。其中一位审稿人表示:“这是第一个来自嫦娥六号样本的地质年代学研究,对月球和行星科学界具有重要意义,也将会引起更广泛的关注。”
在《科学》杂志的研究中,中国科学院院士徐义刚和高级工程师张乐领衔的团队对玄武岩屑中微小含锆矿物以及斜长石和晚期填隙物进行了同位素分析,标定嫦娥六号低钛玄武岩形成于距今28.3亿年前的火山喷发,并指示其具有一个十分亏损不相容元素的月幔源区。这样的月幔源区难以发生显著规模的熔融及相应的玄武岩火山活动,最终导致了南极-艾特肯盆地内缺乏大规模的月海玄武岩。
传统观点认为,月球背面的月壳较厚,抑制了月海玄武岩喷发,导致月球正面和背面的月海分布不对称。但此次研究指出,月海玄武岩的分布除受月壳厚度影响外,月幔源区的物质组成也是重要的控制因素。
《科学》杂志的审稿人认为,该研究报道了从月球背面返回的嫦娥六号月壤中的玄武岩岩屑的岩相分析、高精度年龄和同位素特征。这些样品是首次在月球背面采集的,因此为认识整个月球的地质历史提供了独特的视角。一位审稿人写道:“研究结果新颖,它们将引起广大读者的兴趣。”
来源:光明网。