嫦娥五號樣品研究揭示月球年輕火山活動奧秘

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中新網南京3月23日電(記者 楊顏慈)據中國科學院紫金山天文臺23日消息，該臺天體化學團隊聯合中國科學技術大學、美國佛羅里達大學、中國地質大學(武漢)和中國科學院南京地質古生物研究所，對嫦娥五號月球樣品開展了詳細的巖相學、礦物學、微量元素地球化學和同位素分析，揭示了嫦娥五號樣品月幔源區特性和月球年輕火山活動奧秘。

月球是人類深空探測的“前哨站”。2020年12月，中國首次地外采樣返回任務“嫦娥五號”成功采集了月球正面風暴洋北部的樣品1731克。基于嫦娥五號樣品研究其月幔源區性質，對于理解月球年輕火山活動的驅動機制十分重要。

研究團隊對兩個玄武巖巖屑樣品開展了三維CT掃描，確認巖屑樣品是玄武巖巖屑，不是撞擊熔體。通過選取部分樣品制成光片，研究人員開展詳細的巖相學和礦物學原位分析，并將剩余樣品溶解開展主微量元素和Fe-Mg-Sr(鐵-鎂-鍶)同位素分析。

結果表明，組成兩個玄武巖巖屑的輝石、橄欖石和長石等的化學成分均與前人發表結果一致，證實為代表嫦娥五號著陸區本地的玄武巖巖屑。

基于已獲取的研究數據，科研人員估算了嫦娥五號玄武巖的母巖漿成分，并對月球巖漿洋冷凝結晶過程進行模擬計算。

研究結果表明，月球巖漿洋早期結晶的富橄欖石堆晶具有輕Fe(鐵)、重Mg(鎂)的同位素特征，晚期富輝石堆晶具有重Fe、輕Mg的同位素特征。

嫦娥五號月球樣品的鐵鎂同位素組成表明其月幔源區可能為兩種堆晶體的混合，晚期結晶的富單斜輝石堆晶比例可能為20%至30%。因富集單斜輝石堆晶可以顯著降低月幔的熔點，從而可能對月球仍能產生年輕火山活動起到關鍵作用。(完)