近日，我國科學(xué)家在嫦娥六號月球樣品研究方面取得重大進展，首次揭示月球背面同樣存在著年輕的巖漿活動，為揭示月球二分性、完善全月演化框架提供了關(guān)鍵科學(xué)證據(jù)。相關(guān)研究成果於北京時間11月15日在線發(fā)表於國際頂級學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》。
嫦娥六號在月球背面著陸位置
月球的二分性是指月球正面和背面在形貌、成分、月殼厚度、巖漿活動等方面存在的顯著差異，但其形成機制仍未得到解決，成為現(xiàn)今月球科學(xué)最大的關(guān)鍵問題之一。2024年6月25日14時，我國嫦娥六號月球探測器攜帶1935.3克月球樣品返回地球，完成了人類首次從月球背面採樣的壯舉。這些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(zhì)組成的差異、破解月球二分性之謎提供了難得的機遇。
研究發(fā)現(xiàn)，嫦娥六號樣品主要由著陸區(qū)原地的低鈦月海玄武巖和少量來源於著陸區(qū)東側(cè)的超低鈦月海玄武巖組成。研究人員利用超高空間解像度SIMS定年技術(shù)和激光剝蝕多接收電感耦合等離體質(zhì)譜技術(shù)，分別對玄武巖屑中微小含鋯礦物(<5微米)以及斜長石和晚期填隙物開展了微區(qū)pb-pb和sr-nd同位素分析，標定嫦娥六號低鈦玄武巖形成於距今28.3億年前的火山噴發(fā)，揭示月球背面同樣存在著距今30億年以來的年輕的火山活動。<>
嫦娥六號月壤中的兩類玄武巖(低鈦和超低鈦)以及低鈦玄武巖同位素等時線
與采自月球正面的樣品相比，嫦娥六號樣品具有極低的μ值(238U/204Pb)和初始Sr同位素比值，以及迄今為止報道的最高的εNd值，指示其具有一個十分虧損不相容元素的月幔源區(qū)。這樣的月幔源區(qū)難以發(fā)生顯著規(guī)模的熔融及相應(yīng)的玄武巖火山活動，並最終導(dǎo)致了南極-艾特肯盆地內(nèi)缺乏大規(guī)模的月海玄武巖。
傳統(tǒng)觀點認為，月球背面的月殼較厚，抑制了月海玄武巖噴發(fā)，導(dǎo)致月球正面和背面的月海分布不對稱。然而這一模型不能解釋為什麼月殼很薄的南極-艾特肯盆地也匱乏大規(guī)模的月海玄武巖。本次研究表明，月海玄武巖的分布除受月殼厚度影響外，月幔源區(qū)的物質(zhì)組成也是重要的控制因素。
此外，本研究獲得的年齡數(shù)據(jù)還彌補了月球撞擊歷史研究在至今約32–20億年間缺乏樣品標定的空白，更新了行星地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域廣泛使用的撞擊坑統(tǒng)計定年曲線。新獲取的定年曲線顯示月球在經(jīng)歷早期高頻率的小天體撞擊後，撞擊頻率快速下降，在28.3億年前已達到整體穩(wěn)定的狀態(tài)。
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