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    標題 嫦娥五號月壤揭示月球年輕火山成因之謎
    分類 熱點事件
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    635555aab15ec0669625e0bd_10242443.jpg這是月球不同時期巖漿和熱演化示意圖(2022年10月20日繪制)。新華社發(中國科學院地質與地球物理研究所供圖)

    新華社北京10月23日電(記者劉儀偉、于飛)基于對嫦娥五號月壤的研究，我國科學家提出了月球熱演化新模型，揭開了困擾學術界的一大謎團：20億年前月球為何仍有火山活動。

    中國科學院地質與地球物理研究所研究員陳毅表示，月球形成于約45億年前，質量僅為地球的1%左右。對于這么小的天體，理論上應該很快冷卻下來，早就停止火山活動，成為一顆‘死’星球。

    嫦娥五號月壤樣品的返回引發了月球研究的新熱潮。2021年10月，中國科學家在《自然》雜志上發表了三篇文章，揭示了月球火山活動可能持續到20億年前，刷新了人類對月球巖漿作用和熱演化歷史的認知。

    據專家介紹，月球玄武巖是火山噴發后月球地幔(相當于地球地幔)部分熔融形成的巖漿在月球表面冷卻結晶而成的巖石。國際學者對持續冷卻的月幔部分熔融提出了兩種假說：一是放射性元素產生的熱量導致月幔變暖；另一種假設是，如果含水量高，會降低月球和地幔的熔點。

    但中國科學家對嫦娥五號玄武巖的研究揭示，月球地幔源區并不富含放射性生熱元素，而且非?！稍铩?，排除了上述兩種假說。因此，月球火山活動為何持續如此之久，成為新一輪月球研究的未解之謎。

    635555aab15ec0669625e0be_10242443.jpg中國科學院地質與地球物理研究所掃描電鏡與EPMA實驗室工程師袁江燕正在分析嫦娥五號月壤的成分(2022年10月14日攝)。新華社發(中國科學院地質與地球物理研究所供圖)

    為解決這一問題，陳毅帶領研究團隊選取了27個具有代表性的嫦娥五號玄武巖巖屑，利用新開發的掃描電鏡(SEM)能譜定量掃描技術對巖屑的主要成分進行了分析。結合一系列巖石學和熱力學模擬計算，成功恢復了嫦娥五號玄武巖的初始巖漿成分，并與阿波羅樣品的初始巖漿進行了對比，計算了它們的起源深度和溫度。

    發現與阿波羅樣品相比，年輕的嫦娥五號玄武巖的初始巖漿中含有較多的鈣和鈦，表明嫦娥五號玄武巖的月球和地幔源區含有較多的富鈣和富鈦物質。這部分物質是月球巖漿海洋后期結晶的產物，很容易熔化。它的加入會顯著降低月球地幔的熔點，誘發月球地幔部分熔融形成年輕的月球玄武巖。進一步的模擬結果表明，月球內部持續冷卻了十幾億年，溫度只下降了80攝氏度左右。

    陳毅說，這項研究表明，盡管月球內部在持續緩慢冷卻，但月球巖漿海洋后期結晶的易熔組分不斷補充到月球深部地幔，不僅為月球地?！a充鈣和鈦’，而且降低了月球地幔的熔點，從而克服了月球內部環境的緩慢冷卻，引發了持久的月球火山作用。

    這一成果發表在最新一期美國雜志《科學進展》上。

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    更新時間：2025/4/24 2:11:55
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