22:33 2021年11月29日
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据中国科学院介绍,《自然》本周/今天发表的三篇论文描述了中国嫦娥五号月球样品返回任务的研究结果,为月球热演化和化学演化提供了新知。这些火山岩样品属于一类玄武岩,是迄今直接测年过的最年轻的月球样品,年龄只有20亿年出头。对这些玄武岩的分析揭示了月球组成和水含量如何随时间变化,或有助于人们理解月球的地质和地球化学演化。

2020年12月17日,嫦娥五号将约1.73千克的月球物质带回了地球,距离之前美国阿波罗号和苏联月球探测器(Luna)带回月球样本已经过去了40多年。嫦娥五号选择的着陆点是最年轻的月海玄武岩区域之一,形成于火山喷发之后。这些火山岩记录了月球热演化和化学演化的历史。

中国科学家李献华和同事对新样品的分析发现,它们的年龄在20.3亿年,将之前报道的月球火山活动时间又拉长了约8-9亿年,说明月球内部在约20亿年前仍在演化。李献华和同事估算的玄武岩年龄准确度很高,与最近报道的相同区域内样本的分析结果相比更古老一些。这一结果将月球内部仍在演化的时间从约40亿年前推进至20亿年前。月球玄武岩的最新年龄也被用来更好地校准撞击坑计数定年法的模型,以便对太阳系其他行星表面进行测年。

在第二篇论文中,胡森和同事分析了这些玄武岩样本的水含量。月球内部的水分布可揭示引起月幔形成和火山活动的过程,还能揭示火山活动到底持续了多久。作者的研究表明,嫦娥五号任务带回的年龄在20亿年的玄武岩,其母岩浆的水含量低于来自更古老火山活动区域的样品(40-28亿年前喷发的玄武岩)。作者推断,这些年轻玄武岩的来源在漫长的火山活动中逐渐脱水,这与认为火山活动至少持续至20年前的观点一致。

在第三篇论文中,杨蔚和同事的研究表明,这些年轻玄武岩来源的产热元素含量似乎比预期的要低。这一结果说明,月球冷却的速度可能比之前想的更慢,而这也会影响月幔动力学。杨蔚和同事的研究结果或为构建新的月球热演化模型打下了基础。

© 照片 : 中国科学院
中国嫦娥五号月球样品研究将月球火山活动时间拉长约8-9亿年
关键词
中国, 月球
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