月球表面

月球岩石样本令人惊讶地揭示了月球上的现代火山活动

2021年,中国“嫦娥五号”任务返回的月球样本显示,月球上仍然存在火山活动,比科学家此前认为的晚10亿年。

在此之前,唯一可用的样本是20世纪60年代末和70年代阿波罗和月球任务返回的样本,它们都超过30亿年的历史。这让科学家们相信,从那时起,月球已经在地质上死亡了。

但中国科学院地质与地球物理研究所(IGGCAS)利用新获得的样品进行的一项新研究发现,由于易熔易熔化成分的存在,地幔熔点下降可能会产生年轻的月球火山活动。

对于这个岩石嶙峋的小月球来说,推动火山活动的热量在20亿年前的火山爆发之前就已经消失了。

科学家们此前推测,月球内部的水含量上升或产生热量的元素可能是月球生命后期火山活动的驱动因素。但最近公布的嫦娥五号数据自然已经排除了这些曾经的主要假设。

“最近月球地幔的融化可以通过提高温度或降低熔点来实现。为了更好地理解这个问题,我们应该估计年轻的火山活动形成时的温度和压力,”该研究的负责人陈毅教授说。

研究人员进行了一系列的部分结晶和月球地幔融化模拟,以比较27块珍贵的嫦娥五号玄武岩碎屑和阿波罗玄武岩。他们发现,年轻的嫦娥五号岩浆的氧化钙和二氧化钛含量高于较老的阿波罗岩浆。

该研究的第一作者苏斌博士说:“这是一个令人着迷的结果,表明了月球晚期岩浆海洋积累对嫦娥五号火山形成的重要贡献。”

由于后期的月球岩浆海洋堆积富含钙钛,比早期的样品更容易熔化,通过重力驱动的地幔翻转,将这些易熔化的成分添加到月球内部,可能有效地降低了地幔的熔化温度,从而触发了早期的月球火山活动。

“我们发现,嫦娥五号岩浆产生的深度类似,但比更早的阿波罗岩浆低80°C。这意味着从30亿年前到20亿年前,月球地幔经历了持续的、缓慢的80°C的冷却,”宾说。

研究人员认为,这项工作为解释月球上年轻的火山活动的第一个可行机制提供了证据,该机制与新返回的嫦娥五号样本一致。

E&T最近研究的方法和材料工程师们目前正在测试能否在月球表面建立一个基地。

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