月球火山成因、月壤玻璃珠、嫦娥石……嫦娥五号带回了这些月球奥秘
  • 来源:科技日报
  • 作者:付毅飞
  • 2023-01-18 09:51

科技日报记者 付毅飞

  

  你知道吗?月球火山活动可以一直持续到20亿年前。中国科学家对嫦娥五号玄武岩的这项研究,刷新了人类对月球岩浆活动和热演化历史的认知。

  嫦娥五号月球样品发放一年半以来,科学家不断获得新发现。

  在国家航天局1月16日举办的第一届嫦娥五号月球样品研究成果研讨会上,围绕嫦娥五号月壤样品基本特性、月球火山活动历史及年轻火山活动成因、月球水和挥发分的含量与来源、月球表面陨石撞击和太空风化作用、地外样品分析新技术等主题,开展了广泛深入研讨。

  嫦娥五号带回了哪些月球奥秘?


  揭示月球年轻火山成因之谜


  科学家对嫦娥五号玄武岩的研究,不仅刷新了人类对月球岩浆活动和热演化历史的认知,也提出了新的科学问题:月球火山活动为什么持续如此之久?

  中国科学院地质与地球物理研究所研究团队发现,与古老的阿波罗低钛玄武岩相比,年轻的嫦娥五号玄武岩的初始岩浆含有更高钙和钛,可能因为源区含有更高的岩浆洋晚期形成的单斜辉石—钛铁矿堆晶体,导致月幔熔点降低,诱发年轻火山的形成。

  这项工作量化了月球内部缓慢冷却的热演化过程,为“月球年轻火山成因”这一重要科学问题提供了全新的解释。


  月壤玻璃珠里的秘密


  月壤中含有大量玻璃,撞击成因玻璃是了解内太阳系撞击历史的重要研究对象,能够反映月壳物质组成和内太阳系的撞击动力学。

  中外学者组成的国际研究团队初步确定了产生嫦娥五号撞击玻璃球粒的源撞击坑,讨论了撞击玻璃球粒的年龄分布与内太阳系撞击体迁移的动力学过程,表明月球撞击通量变化可能与小行星带动力学过程有关。

  这项工作首次获得了嫦娥五号月壤中的多组撞击玻璃球粒年龄,并与着陆区撞击坑关联,证实了月球20亿年以来撞击频率随着时间变化,这意味着地球历史上经历过撞击频率高于平均水平的时期,为地月系统撞击历史研究提供了新方向。


  月表矿物是水的“储库”


  相比阿波罗和月球号在月球低纬度采样,嫦娥五号所采集的中纬度月球样品,为探究月表水含量和保存机制提供了全新窗口。

  中国科学院地球化学研究所研究团队对嫦娥五号月壤样品中的辉石、橄榄石和斜长石矿物开展研究,分析了不同矿物中水的成因、含量与赋存状态,发现嫦娥五号矿物表层中存在大量太阳风成因水,并估算出太阳风质子注入为嫦娥五号月壤水含量的贡献。结合透射电镜与能谱分析,揭示了太阳风成因水的形成和保存主要受矿物暴露时间、晶体结构和成分等影响。

  此工作证实了月表矿物是水的重要“储库”,为月表中纬度地区水的分布提供了重要参考。


  已发表50多项成果


  核工业北京地质研究院在14万个月壤颗粒里发现了月球新矿物——嫦娥石。这是人类在月球上发现的第六种新矿物,我国成为世界上第三个在月球发现新矿物的国家。这项发现为地外矿物家族增添了新成员,为月球、行星科学研究提供了新的科学数据,具有重大科学意义。

  中国地质大学(武汉)研究团队针对月壤样品建立一种新的分析技术,准确测定了月壤中48种主量和微量元素含量。研究结果表明嫦娥五号月壤样品可以代表着落区玄武岩的平均化学成分。

  山东大学研究团队利用激光显微拉曼光谱技术分析了嫦娥五号两批次铲取的月壤,推断嫦娥五号着陆区可能包含5%—7%的外来镁质溅射物,其可能源自远离着陆区的大型撞击坑挖掘出的月壳物质。

  记者了解到,嫦娥五号月球样品研究已有50多项成果在国内外重要学术期刊发表,推动我国月球科学研究进入国际前沿。

责任编辑:于翔
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