月球的岩浆活动至少持续到大约28至30亿年前,古老的岩浆喷发活动留下的黑色玄武岩形成了所见的“月海”。这是之前对美国、苏联的月球样本和地球上月球陨石的研究成果。
但事实上,人们对于月球岩浆活动停止的确切时间,一直存有争议。
10月19日,中国科学院发布嫦娥五号月球样品最新研究成果。
在最新研究中,研究人员利用超高空间分辨率铀-铅(U-Pb)定年技术,对嫦娥五号月球样品玄武岩岩屑中50余颗富铀矿物进行分析,确定玄武岩形成年龄约为20.3亿年,证实月球最“年轻”玄武岩年龄为20亿年。
“也就是说,月球直到20亿年前仍存在岩浆活动,比以往月球样品限定的岩浆活动停止时间晚了约8-9亿年。”
与此同时,为什么月球冷却如此之慢,月球最晚期岩浆活动的成因也一直是未解之谜。
目前科学界存在两种可能的解释:岩浆源区中富含放射性元素以提供热源,或富含水以降低月幔熔点。
基于地质地球所研发的超高空间分辨率同位素分析技术,研究人员发现了意料之外的结果:
嫦娥五号玄武岩初始熔融时并没有卷入富集钾、稀土元素、磷的“克里普物质”,嫦娥五号样品富集克里普物质的特征,是由于岩浆本身演化过程中经过大量矿物结晶固化后,残余部分富集而来。
这一结果排除了嫦娥五号着陆区岩石初始岩浆熔融热源来自放射性生热元素的主流假说,揭示了月球晚期岩浆活动过程。
研究团队还测定了嫦娥五号玄武岩中的水含量和氢同位素组成,获得月幔源区的水含量仅为1-5微克/克,证明了月幔非常“干”。
相关研究成果通过三篇《自然》论文和一篇《国家科学评论》论文在线发表。
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