嫦娥五號(hào)月球樣品研究成果發(fā)布，刷新月球演化傳統(tǒng)認(rèn)知

據(jù)“中國探月工程”微信公眾號(hào)消息，10月19日，中國科學(xué)院發(fā)布嫦娥五號(hào)月球科研樣品最新研究成果，多項(xiàng)突破性進(jìn)展給出了對(duì)月球演化的全新認(rèn)識(shí)。嫦娥五號(hào)月球樣品研究結(jié)果顯示，月球直到20億年前仍存在巖漿活動(dòng)，晚期巖漿活動(dòng)的月幔源區(qū)并不富含放射性生熱元素，而且非常“干”。該系列研究由中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所和國家天文臺(tái)主導(dǎo)，聯(lián)合多家研究機(jī)構(gòu)共同開展，相關(guān)成果形成4篇論文，在《國家科學(xué)評(píng)論》發(fā)表1篇，在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表3篇。

月海玄武巖漿的持續(xù)時(shí)間和地球化學(xué)特征是理解月球熱-化學(xué)演化的“鑰匙”。此前的研究已證實(shí)，月球巖漿活動(dòng)至少持續(xù)到大約28億至30億年前。但對(duì)于月球巖漿活動(dòng)停止的確切時(shí)間，科學(xué)界一直存在爭(zhēng)議。

研究發(fā)現(xiàn)，嫦娥五號(hào)月球樣品為一類新的月海玄武巖，不同于美國和蘇聯(lián)采集返回的月球樣品?？蒲腥藛T對(duì)嫦娥五號(hào)月球樣品玄武巖巖屑中50余顆富鈾礦物進(jìn)行分析，確定玄武巖形成年齡為20.30±0.04億年，表明月球直到20億年前仍存在巖漿活動(dòng)，比以往月球樣品限定的巖漿活動(dòng)延長了約8億年。

月球最晚期巖漿活動(dòng)的成因一直是未解之謎，目前科學(xué)界存在兩種可能的解釋：月幔源區(qū)富含放射性元素以提供熱源，或月幔富含水從而降低其熔點(diǎn)。

最新研究發(fā)現(xiàn)，嫦娥五號(hào)月球樣品玄武巖的月幔源區(qū)并不富集“克里普物質(zhì)”。由于“克里普物質(zhì)”富含放射性生熱元素，這一結(jié)果證明月幔放射性生熱元素并不是形成嫦娥五號(hào)月球樣品玄武巖的主要原因。

對(duì)于巖漿源區(qū)是否富含水，科研團(tuán)隊(duì)測(cè)定了嫦娥五號(hào)月球樣品玄武巖中的水含量和氫同位素組成，發(fā)現(xiàn)月幔源區(qū)的水含量僅為1至5微克/克，也就是說月幔非常“干”。這一發(fā)現(xiàn)也排除了月幔富水而具有低熔點(diǎn)，導(dǎo)致該區(qū)域巖漿活動(dòng)持續(xù)時(shí)間異常延長的猜想。

根據(jù)大撞擊起源假說，原始地球與一個(gè)火星大小的星子碰撞，形成了一個(gè)圍繞地球的、由高溫巖漿和氣體組成的“盤”。當(dāng)溫度開始冷卻時(shí)，硅酸鹽等物質(zhì)首先聚集形成月球（圖1），而水屬于強(qiáng)揮發(fā)的物質(zhì)，會(huì)以氣態(tài)形式向太空逃逸而丟失。因此，這種方式誕生的月球，幾乎不含水，是一個(gè)近乎干透了的星球。嫦娥五號(hào)月球樣品的研究成果進(jìn)一步為月球起源及演變提供了支撐證據(jù)，為月球熱演化歷史研究提出了新的科學(xué)問題，對(duì)未來的月球探測(cè)和研究提出了新的方向。

我們歡迎國內(nèi)外科學(xué)家加入對(duì)這些數(shù)據(jù)和樣品的研究行列。目前，月球樣品研究主要由國內(nèi)科研機(jī)構(gòu)牽頭開展，也有國外的科學(xué)家加入中國團(tuán)隊(duì)開展聯(lián)合研究。后續(xù)，我們將出臺(tái)相關(guān)政策，秉持“平等互利、和平利用、包容發(fā)展”的原則，擴(kuò)大國際交流與合作，為人類和平利用太空、推動(dòng)人類命運(yùn)共同體提供更多中國智慧、中國方案、中國力量。