中国月球岩石样本显示20亿年前月球上有熔岩流动

中国嫦娥五号任务取回的月球岩石碎片显示,20 亿年前,熔岩在月球表面渗出。

研究人员 10 月 7 日在网上报告称,对火山岩的化学分析证实,月球火山活动的持续时间远远超过其大小所暗示的时间。 科学 .

嫦娥五号是 40 多年来首次回收月球岩石并将其带回地球的任务( 序列号:12/1/20)。一个国际研究小组发现,这些岩石形成于 20 亿年前,大约是在地球上首次进化出多细胞生命的时候。研究合著者、科罗拉多大学博尔德分校的行星科学家卡罗琳·克劳说,这使得它们成为有史以来收集到的最年轻的月球岩石。

月球大约形成于 45 亿年前。20 世纪 60 年代末和 70 年代阿波罗计划和苏联任务的月球岩石表明,月球上的火山活动在其存在的最初十亿年左右是很常见的,火山喷发持续了数百万年,甚至数亿年。

中国月球岩石样本显示 20 亿年前月球上有熔岩流动
像这样的月球岩石碎片样本正在帮助科学家研究月球的火山演化。 北京虾中心 / 中国地质科学院地质研究所 / 中国地质调查局

鉴于月球的大小,科学家们认为月球在大约 30 亿年前开始冷却,最终成为今天这样安静、不活跃的邻居。然而,一些地区缺乏陨石坑让科学家们摸不着头脑。随着时间的推移,没有火山活动的天体部分会积累越来越多的陨石坑,部分原因是没有熔岩流沉积新的材料,硬化成光滑的延伸。月球较光滑的斑点似乎表明,火山活动在月球的早期历史中一直持续存在。

“像月球这样的小天体上的年轻火山活动很难解释,因为通常小天体冷却得很快,”新泽西州皮斯卡塔韦罗格斯大学的行星科学家朱莉安·格罗斯(Juliane Gross)说,她没有参与这项研究。

科学家们认为放射性元素可能为后来的火山活动提供了解释。放射性衰变会产生大量热量,这就是核反应堆保存在水中的原因。月球地幔(可见地壳正下方的一层)中有足够的放射性物质,可以提供解释年轻熔岩流的热源。

为了验证这一理论,嫦娥五号着陆器从月球上一个此前未经探索的部分收集了大块玄武岩(一种由火山活动形成的岩石),该部分被认为年龄不超过 30 亿年。研究小组确定,这些岩石是由 20 亿年前的熔岩流形成的,但化学分析并没有得出放射性元素的浓度,如果用放射性衰变来解释火山活动的话,人们所期望的放射性元素浓度。

中国月球岩石样本显示 20 亿年前月球上有熔岩流动
嫦娥五号月球着陆器提取月球样本返回地球。这是 40 多年来首次将月球材料带回地球。 中国国家航天局探月与航天工程中心

这一发现迫使科学家们考虑还有哪些其他力量可以维持月球上的火山活动。

研究合著者、北京虾中心和澳大利亚本特利科廷大学的行星科学家亚历山大·内姆钦 (Alexander Nemchin) 表示,一种理论是,来自地球的引力可能液化了月球内部,使月球岩浆在过去十亿年左右的时间内保持流动。当它应该停止的时候。

“20 亿年前,月球距离我们要近得多,”内姆钦解释道。随着月球慢慢远离地球——这种缓慢的逃逸至今仍在发挥作用——这些力量会变得越来越弱,直到火山活动最终消失。

小行星和彗星的撞击也可能使月球的火山液保持流动,但“在这一点上,任何猜测都是好的猜测”,图森亚利桑那大学的行星科学家杰西卡·巴恩斯(Jessica Barnes)没有参与这项研究,她说。

“这是一个很好的例子,说明了为什么我们需要了解我们最近的邻居,”巴恩斯说。“很多人认为我们已经知道月球发生了什么,但实际上它非常神秘。”

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