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(來(lái)源:千龍網(wǎng))
嫦娥六號(hào)帶回的月球樣品中,包含一批形成于28億年前的玄武巖。玄武巖如同月球“心跳”的記錄儀,我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)對(duì)嫦娥六號(hào)月壤樣品展開(kāi)系統(tǒng)性研究,揭秘了月球在晚年期仍然保持活力的原因。8月23日,相關(guān)研究成果在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)進(jìn)展》發(fā)表。
月球晚期火山活動(dòng)想象圖(研究團(tuán)隊(duì)供圖)
科學(xué)界普遍認(rèn)為,月球在30億年前就已“休眠”,火山活動(dòng)基本停止。但我國(guó)嫦娥五號(hào)、嫦娥六號(hào)任務(wù)從月球帶回了更“年輕”的玄武巖樣品,它們分別形成于約20億年前和約28億年前?!斑@意味著,月球在‘晚年’依然發(fā)生過(guò)火山噴發(fā),這背后的熱動(dòng)力機(jī)制值得我們探究。”中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所副研究員汪程遠(yuǎn)表示。
中國(guó)科學(xué)院廣州地化所聯(lián)合香港大學(xué)科研團(tuán)隊(duì),在嫦娥六號(hào)樣品中識(shí)別出兩類(lèi)形成時(shí)間相近,但成分和來(lái)源深度迥異的玄武巖。其中,形成于約29億年前的超低鈦玄武巖源自約120公里深的月幔,來(lái)自60至80公里深的較淺月幔低鈦玄武巖則形成于約28億年前。
“我們模擬了月球內(nèi)部的高溫高壓環(huán)境,發(fā)現(xiàn)這兩類(lèi)巖石來(lái)自月球早期巖漿海洋冷卻后,形成的兩種不同的輝石巖層?!蓖舫踢h(yuǎn)說(shuō),基于這兩類(lèi)玄武巖的對(duì)比,研究團(tuán)隊(duì)提出了一種新的熱動(dòng)力機(jī)制:隨著月球冷卻,巖石圈不斷增厚,深部巖漿難以直接噴出,只能滯留在月幔淺部輝石巖層的底部。這些“被卡住的”巖漿能夠向上傳導(dǎo)熱量,從而觸發(fā)淺部月幔部分熔融,導(dǎo)致火山噴發(fā)。
為進(jìn)一步驗(yàn)證這一理論,團(tuán)隊(duì)還分析了全月球遙感數(shù)據(jù)。他們發(fā)現(xiàn),約30億年前后月球火山活動(dòng)的熱動(dòng)力機(jī)制發(fā)生了明顯轉(zhuǎn)變。30億年前,月壤的熱源復(fù)雜多樣,可能包括放射性物質(zhì)、潮汐力和隕石撞擊等;30億年之后則趨于單一,自下而上的熱傳輸機(jī)制占據(jù)主導(dǎo)地位,這使得“年輕”的月球火山活動(dòng)的源區(qū)集中在淺部月幔。
月球正面和背面的組成成分具有“二分性”,全月球遙感數(shù)據(jù)分析也進(jìn)一步支持了這個(gè)觀點(diǎn)。月球正面的晚期火山巖石化學(xué)特征基本與嫦娥五號(hào)玄武巖相近,背面則大多接近嫦娥六號(hào)的超低鈦玄武巖,說(shuō)明正面月幔淺部含鈦鐵礦較多,背面則相對(duì)較少。這為理解月球的不對(duì)稱(chēng)演化提供了新線索。
這項(xiàng)研究不僅刷新了人們對(duì)月球熱演化歷史的認(rèn)知,也為解釋其他無(wú)大氣、小型天體的火山活動(dòng)機(jī)制提供了重要參考。未來(lái),隨著更多月球樣本的研究,人類(lèi)或?qū)⒔议_(kāi)更多地月系統(tǒng)的奧秘。
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