• 分类：公示信息
• 作者：
• 来源：
• 发布时间：2025-11-05 12:05:08
• 访问量：0

“骝马新跨白玉鞍，战罢沙场月色寒”，“青女素娥俱耐冷，月中霜里斗婵娟”。古代诗人早已经用细腻笔触描绘出玉轮清凉之感，这般意境，好似那自身再也不孕育发生热量的星球。月球降生在约45亿年前的年夜撞击事务，由被甩出的碎片堆积而成，质量仅相称在地球的1.2%。直不雅想象，这般体积较小的星球热量散掉会较快。若把岩浆比作星球的血液，那月球的“血液”可能迅速凝集，使其损失地质生命力。要相识月球的地质演化寿命，就需要研究月球采回样品和月球陨石，去寻觅最年青的月球岩浆勾当产品。

从20世纪60年月起，美国阿波罗（Apol o）规划及苏联月球号（Luna）带回的9次月球样品，以和网络到的所有月球陨石，其岩石春秋都于30亿年以上。是以，于我国嫦娥工程返回样品以前，学界曾经认为月球的地质生命约30亿年前就已经竣事。2020年12月17日，我国嫦娥五号返回器将收罗的月球样品带回地球，初次实现我国地外天体采样返回，也是人类时隔44年再次将月球样品带回地球。经切确定年，嫦娥五号带回的玄武岩样品被证实为20.3±0.04亿年前喷发，注解月球于20亿年前仍有年夜范围岩浆勾当。这一发明把月球的地质生命延伸了约10亿年，打破了传统认知。而嫦娥六号从月违初次返回样品，展现了28亿年前的火山勾当，一样比阿波罗时代样品更年青。这不由让人思索，20亿年前是否就是月球地质生命的尽头？当月球仅存的“血液”没法撑持年夜范围的火山勾当时，它是否还有存于小范围的火山喷发？

月球火山勾当的产品除了了较年夜范围岩浆勾当形成的岩石，也有较小范围火山喷泉带来的火山碎屑。火山喷泉的形成历程是富集挥发分的岩浆于上升历程中因压力降低而发生去气作用，于月表如下几百米处到达饱及蒸气压，此时岩浆出现为一种气溶胶状况，发生熔浆碎片化，并以发作情势喷出月表后快速冷却，从而形成火山玻璃珠。是以，火山玻璃珠也是岩浆作用的一种产品，对于其举行定年也能够追溯月球岩浆勾当汗青。此外，因为火山玻璃珠凡是仅有几十到几百微米巨细，月球上广泛的陨石打击作用会使其四散漫衍。这象征着，纵然咱们并未着陆于火山喷泉四周，于返回的月壤样品中仍可能存于远间隔搬运而来的火山玻璃珠。假如能于这些样品中发明更年青的火山玻璃珠，则就进一步证实月球地质勾当仍于连续。

只管这个设法很好，但坚苦很年夜。尽人皆知，月球外貌最显著的特性就是充满了由巨细不等的陨石以平均约20公里/秒的速率撞击所形成的撞击坑。云云高能量的打击会熔融月表岩石或者月壤，从而形成遍及存于的打击玻璃珠。是以，要从年夜量的打击玻璃珠中分辩出极少量火山玻璃珠是很坚苦的。于没法确定嫦娥五号月壤中是否存于火山玻璃珠的条件下，找到年青的火山玻璃珠更是难上加难。

中国科学院地质与地球物理研究所的研究团队于约3克嫦娥五号月壤中遴选出了约3000颗玻璃珠。先前对于阿波罗样品中玻璃珠的研究为其提供了富厚的成因判别尺度。例如，存于没有彻底熔融而残留矿物包裹体的玻璃珠一定是打击成因的，如许的玻璃珠占到了总数的75%以上。残剩的约莫800颗玻璃珠显示出匀称布局，进一步经由过程电子探针举行了身分阐发。联合阿波罗使命带回的火山玻璃身分规模，研究职员挑选出13颗化学构成切合前人基在主量元素制订的火山成因判别尺度的候选颗粒。于微量元素上，特别是镍（Ni）元素，由岩浆演化而成的组分凡是体现出Ni含量与MgO含量之间的正相干趋向；而因为月壤中存于高镍含量的陨石残留组分，打击玻璃珠凡是具备高镍含量特色。经由过程对于这13颗玻璃珠的微量元素阐发，进一步筛选出6颗切合火山成因微量元素判别尺度的“火山玻璃珠”。然而，这些判别尺度只是辨认火山玻璃珠的须要前提而非充实前提，要确认一颗玻璃珠确凿为火山成因，还有需要更多的证据撑持。

元素的同位素特性带有样品的“指纹”信息，可以或许记载源区信息及革新历程。硫（S）元素有4个不变的同位素（32S，33S，34S，36S），此中32S占到约95%，34S约占4.2%。硫元素具备强挥发性，火山玻璃及月壤样品的硫含量仅约玄武岩中的一半，申明它们于形成历程中均发生了硫的丢掉。于丢掉历程中差别质量的同位素丢掉快慢差别，造成34S/32S比值的变化，称为同位素的分馏。国际上以美国亚利桑那铁陨石中陨硫铁（FeS）的34S/32S同位素比值为尺度，其他样品相对于这个值的千分误差用来暗示其硫同位素值（δ34S）。阿波罗样品中的火山玻璃的硫同位素出现偏负的特性，即火山玻璃于硫的丢掉历程中34S丢掉患上更多，且与硫含量出现正相干瓜葛，即S含量越低δ34S越负。比拟之下，月球火成岩和陨硫铁的δ34S均靠近0‰，以此为原质料被撞击形成的月球风化壳具备显著偏正的硫同位素，申明这些岩石于履历撞击风化历程中32S丢掉患上更多。可以想象，打击玻璃珠以具备重硫同位素的风化壳为原质料，熔融历程中再次较多地丢掉32S，则其硫同位素应该向更重硫同位素标的目的发生分馏。嫦娥五号样品中经主量身分确认为打击玻璃珠的S同位素，阐发成果验证了这一假定，发明其S同位素较重且与S含量呈负相干趋向，切合理论猜测。是以，S同位素特性可以作为区别玻璃珠成因的要害证据。对于筛选出的6颗潜于火山玻璃珠举行S同位素阐发，发明只有3颗其δ34S是负值，于-12.3‰到-9.5‰之间。联合布局——身分——主量——微量——同位素多方面判据，可以判定这3颗为火山玻璃珠。

经由过程离子探针对于这3颗火山玻璃珠举行了U-Pb同位素系统的定年，获得了123±15Ma（百万年前）的春秋。这一年青春秋可能会激发疑难，是否多是因为后期撞击作用致使的革新？这可以从三个方面来解除这类可能性。一是这3颗玻璃珠相对于完备，仅有一颗发生了脆性断裂，没有被显著打击革新的陈迹；二是铷（Rb）的挥发性与铅（Pb）近似，这3颗玻璃珠的Rb含量显著高在其他打击玻璃珠，显示没有发生Rb的显著丢掉，是以Pb也没有遭到显著影响；三是这些玻璃珠具备显著偏负的硫同位素特性。假如履历了撞击致使的物资丢掉，硫同位素会向更重的标的目的分馏，而不雅察到的成果其实不撑持这一点。是以可以判定这个春秋就是3颗火山玻璃珠的形成时间，代表了月球上存于这一期的火山作用。

这一年青火山作用简直认，将月球的火山勾当时间又于嫦娥五号玄武岩春秋的基础上延伸了近19亿年，远远凌驾了以往的经验揣度，这对于以往的月球热演化模式提出了更年夜的挑战。究竟是甚么机制致使小小的月球会有云云长的火山勾当汗青呢？这个问题一定会引起诸多的料想，也会成为相称永劫间内论的核心。这3颗火山玻璃珠的化学构成可以为咱们提供必然的源区特性信息，它们显著富集钠、钾、磷以和稀土等不相容元素，注解其源区存于较高比例的KREEP（钾+稀土+磷）组分，可以经由过程其较多的放射性元素衰变生热，致使月幔局部热异样，激发物资的部门熔融孕育发生岩浆并喷出地表。可见，虽然于月球上没有不雅测到较年夜范围晚期岩浆勾当，但仍存于局部升温引起的小范围火山喷发。

嫦娥工程返回的月球样品带来了年青月球火山勾当产品，展现了月球长期地质活气。带着这个年青月球火山勾当的信息，当咱们再次昂首仰望这轮明月时，再也不只是外貌上的沉着，好像感触感染到她仍旧存于火热的心田。

（作者系中国科学院地质与地球物理研究所研究员）