月球1.2億年前仍然「活著」!「嫦娥五號」帶回月球土壤樣本中發現有三顆火山玻璃珠,意味著大約1.2億年前月球有火山活動。
月球岩漿活動可以追溯到1.2億年前
《科學》雜誌發表了一項關於月壤研究的重要成果。根據嫦娥五號帶回的月壤樣本,中國科學院地質與地球物理研究所的科學家發現,月球的岩漿活動可以追溯到1.2億年前。這一研究成果再次重新定義了人們對月球岩漿活動時限的認識。
2021年研究發現20億年前月球仍發生大規模的岩漿活動
岩漿活動對於理解月球熱演化非常重要,停止岩漿活動意味著月球失去了內部能量,也就是地質上的「死亡」。早期研究認為,月球約在30億年前停止了岩漿活動;然而,2021年,中國科學家對嫦娥五號樣本中的玄武岩進行研究後,發現20億年前月球仍發生著大規模的岩漿活動,將先前對月球「壽命」的認知延長了約10億年。
除了由大規模岩漿活動形成的岩石外,月球還有來自較小規模的火山噴泉所帶來的火山碎屑,其中包括火山玻璃珠。通過對這些火山玻璃珠的定年可以追溯月球岩漿活動的歷史。最年輕的嫦娥五號樣本成為尋找更年輕火山玻璃珠的理想對象。
3顆火山玻璃珠形成於距今約1.2億年前
此次,中國科學院地質與地球物理研究所的李秋立研究員團隊從約3克的嫦娥五號樣本中挑選出約3000顆玻璃珠,通過掃描電鏡、電子探針、離子探針等方法從中篩選出3顆火山玻璃珠,並通過鈾-鉛同位素體系測量進行精確定年,結果表明這3顆火山玻璃珠形成於距今1.2(±0.15)億年前。
「這意味著約1.2億年前,月球上仍存在火山活動。」李秋立表示,這一年輕火山活動的驗證使得月球的火山活動時間在嫦娥五號玄武岩年齡的基礎上延長了近19億年。這對過去的月球熱演化模型提出了更大的挑戰。
存在由局部升溫引起的小規模火山爆發
更重要的是,這3顆火山玻璃珠富含鉀+稀土+磷(KREEP)等元素,表明其來源區域存在較高的放射性元素。這些放射性元素的衰變會釋放熱量,可能導致月球部分區域的熱異常,引發物質的部分熔化並噴發到地表。「因此儘管沒有觀測到大規模的晚期岩漿活動,仍存在由局部升溫引起的小規模火山爆發。」李秋立解釋。