中外研究嫦娥五号带回样本:月球地质寿命“延长”10亿年

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中国地质科学院与国际研究团队合作,近日在国际知名学术期刊《科学》(Science)上发表嫦娥五号带回月球岩石样本的第一篇研究成果。研究指出,月球在约19.6亿年前仍存在岩浆活动,使目前已知的月球地质寿命“延长”10亿年,为完善月球演化历史供关键科学证据。

该研究是由中国地质科学院地质研究所北京离子探针中心研究员刘敦一,与高级访问学者澳大利亚科廷大学教授Alexander Nemchin领衔的国际研究团队合作完成,论文标题为《嫦娥五号年轻玄武岩的年代与成分》。

嫦娥五号从月球带回的样本。(视觉中国)

据介绍,月球岩浆作用的停止时间,即是月球在地质意义上的死亡时间,一直是月球演化历史研究中的重大科学问题。此前关于月球样本的研究成果,并未发现月球存在晚于29亿年的岩浆活动。嫦娥五号月球探测器在2020年12从月球带回近44年来第一批新鲜的月球岩石和碎片样本。该些样本的采样点在风暴洋东北角的玄武岩区域,其是月表最年轻的月海玄武岩区域,故样本应含有年轻的月球玄武岩。

论文第一作者地质研究所助理研究员车晓超称,研究团队取得月球样本后即时投入研究工作,对样本中的岩石和矿物进行密集、高强度的元素和同位素分析,并在此基础上开展系统性的年代测定。研究团队用详尽的微区原位高分辨率二次离子质谱(SHRIMP)定年数据和坚实的岩石矿物地球化学数据,证明样本岩石的年龄约为19.6亿年(1963 ± 57 百万年),意味着月球直至19.6亿年前仍存在岩浆活动,使目前已知的月球地质寿命“延长”了10亿年。

此外,研究团队亦有使用可以校准用于确定月球和其他行星表面年龄的陨石坑计数技术“遥感陨石坑直径频率分布定年法”,来确定月球年轻岩浆活动的精确年龄。

刘敦一接受内地传媒访问时表示,该研究是一个重要的开端和起点,亦取得一个重要的成果,对相关学科的带动作用很大。今次月壤研究对中国来说,在技术方法、成果和地质上的意义都是非常新的内容,对相关学科发展有重要的推动作用。

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