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      驗(yàn)證月球巖漿洋模型,嫦娥六號樣品研究成果“上新”

      2025-02-28 07:10    人民日報(bào)

      2月28日,由國家航天局組織,中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所離子探針中心牽頭組成的聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì),發(fā)布嫦娥六號月球背面樣品最新研究成果。研究顯示,月球背面和正面樣品中玄武巖的成分相似,本次研究樣品中玄武巖的主體形成年齡為28.23億年,源區(qū)特征驗(yàn)證了月球巖漿洋模型,且表明形成南極-艾特肯盆地的撞擊作用可能對月球早期月幔進(jìn)行了改造。

      圖1 A.嫦娥六號著陸區(qū),B.嫦娥六號中的玄武巖巖屑,C.嫦娥六號著陸器

      相關(guān)論文在國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上發(fā)表。該成果為人類研究月球起源與演化等重大科學(xué)問題提供了關(guān)鍵科學(xué)依據(jù)。

      圖2嫦娥六號玄武巖的礦物化學(xué). (A)輝石四邊形圖。(B)輝石Fe/(Fe+Mg) VS Ti/(Ti+Cr)圖。(C)源區(qū)稀土元素豐度配分模式圖。

      關(guān)于月球起源與演化,前期科學(xué)家基于對月球正面樣品研究,建立了月球巖漿洋模型。該模型提出,月球形成初期發(fā)生了全球性熔融,形成了大范圍的巖漿洋。隨著巖漿洋冷卻結(jié)晶,密度較低的礦物上浮形成月殼,密度較高的礦物下沉形成月幔,殘余熔體富集不相容元素,形成月殼和月幔間的克里普物質(zhì)層。

      圖3嫦娥六號玄武巖的形成年代 (A)磷酸鹽U-Pb諧和圖。(B)鋯礦物和磷酸鹽的Pb-Pb等時(shí)線圖

      本次研究中,聯(lián)合團(tuán)隊(duì)通過分析嫦娥六號月球背面樣品,發(fā)現(xiàn)月球背面也存在克里普物質(zhì)層,且月球背面和正面樣品中玄武巖的成分相似,表明月球形成初期應(yīng)存在全月尺度的巖漿洋。此外,研究還發(fā)現(xiàn)月球背面和正面樣品玄武巖中鉛同位素的演化路徑不同,表明月球的不同區(qū)域在巖漿洋結(jié)晶后演化過程存在差異。月球表面盆地尺度的撞擊事件,尤其是南極-艾特肯盆地的撞擊,可能改造了月幔的物理化學(xué)性質(zhì)。

      圖4 (A)嫦娥六號斜長石REE配分模式。(B)磷灰石F-Cl-OH三角圖。

      該研究成果是嫦娥六號月球樣品先期研究系列重大成果之一,是國家航天局開展有組織月球樣品科學(xué)研究的首次實(shí)踐。后續(xù),國家航天局將繼續(xù)組織好月球樣品科學(xué)研究,與國際社會(huì)共享中國探月科學(xué)成果。

      圖5低鈦玄武巖的形成年齡與μ值的關(guān)系

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