嫦娥六號月壤首批研究成果發佈 揭示月球背面火山活動歷史

 【中新社北京十一月十五日電】(記者 孫自法)作為人類首次採自月球背面的月壤樣品,中國嫦娥六號月球探測器攜帶返回地球的一千九百三十五點三克月球背面樣品及相關研究備受關注。

 中國科學院十五日向媒體發佈消息說,中國科學家採用嫦娥六號採回的月球背面樣品最新完成首批兩項獨立研究成果,首次揭示月球背面約二十八億年前仍存在年輕的岩漿活動,這一年齡填補了月球玄武岩樣品在該時期的記錄空白。其中一項研究表明,月背岩漿活動四十二億年前就存在,至少持續了十四億年。

 這兩項研究為人們了解月球演化提供了關鍵科學證據。相關成果論文當日分別在國際頂級學術期刊《自然》與《科學》上線發表。《自然》多位審稿人指出,這是一項「令人興奮」的研究,作為第一個來自嫦娥六號樣本的地質年代學研究,對月球和行星科學界具有重要意義。《科學》審稿人表示,該研究樣品是首次在月球背面採集,為認識整個月球的地質歷史提供了獨特的視角。

 據介紹,國際科學界通過阿波羅任務、Luna任務等認識到月球正面最古老的月海火山活動可以追溯至四十億年前。二0二一年以來,中國科學家通過嫦娥五號返回的月壤樣本,證明月球正面二十億年前仍然存在較大規模的岩漿活動,並利用嫦娥五號樣品中的火山玻璃珠揭示了月球正面甚至在一點二億年前還存在小規模的火山活動。

 由於月球具有「二分性」,月球正面和背面在形貌、成分、月殼厚度、岩漿活動等方面存在顯著差異,但其形成機制仍然懸而未決,是月球科學研究中亟待解決的關鍵問題。

 嫦娥六號樣品採集於月球背面的南極-艾特肯盆地,該盆地是月球上最大、最深且最古老的盆地,為釐清月球正面和背面物質組成的差異、破解月球二分性之謎提供了難得的機遇。

 在發表於《自然》的研究中,中國科學院院士、中國科學院地質與地球物理研究所研究員李獻華和研究員李秋立,與來自中國科學院國家天文台的研究團隊根據五克月壤中分選出大於三百微米的一百零八顆玄武岩岩屑定年研究的結果,揭示嫦娥六號著陸點約二十八億年前存在火山活動,且岩漿來自虧損克里普物質(富集鉀、稀土和磷等元素的物質)的源區,其中一顆高鋁玄武岩岩屑揭示四十二億年前存在來自富集克里普物質源區的火山活動。

 研究團隊表示,綜合來看,月球背面火山活動至少持續了十四億年以上,且月幔源區經歷了從克里普物質富集到虧損的轉變。此外,同位素定年結果與撞擊坑統計定年結果基本一致,指示了月球正面和背面遭受隕石撞擊的概率相當。

 在發表於《科學》的研究中,中國科學院院士、中國科學院廣州地球化學研究所研究員徐義剛和高級工程師張樂領銜的團隊,對玄武岩屑中微小含鋯礦物(小於五微米)以及斜長石和晚期填隙物開展了同位素分析,標定嫦娥六號低鈦玄武岩形成於距今二十八點三億年前的火山噴發。

 研究團隊指出,傳統觀點認為,月球背面的月殼較厚,抑制了月海玄武岩噴發,導致月球正面和背面的月海分佈不對稱。不過,這不能解釋為甚麼月殼很薄的南極-艾特肯盆地也匱乏大規模的月海玄武岩。此次研究表明,月海玄武岩的分佈除受月殼厚度影響外,月幔源區的物質組成也是重要的控制因素。◇