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嫦娥五号《自然》三连发,关于月球我们又知道了什么?

乐鱼体育APP下载 动态 2021-09-02 10:46

2020年12月17日,嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗着陆,成功将约1.73千克的月球物质带回了地球。这是我国首次完成地外天体的样品采集,也是人类时隔40多年后,再次从月球采集回样品。

此前可供人类研究的月球物质主要来自美国阿波罗计划和苏联月球号计划采集回的样品,以及少部分掉落在地球上的月球陨石。嫦娥五号的采样,更新了人类40年来的月球样品库。而且由于其采样地点的地质年龄较为年轻,填补了过去月球样品年龄的空缺,对研究月球的演化有极高的价值。

就在昨天,三篇论文在线发表,距离研究启动只过了100天。

是什么使得月球上的岩浆活动持续了如此之久?这一直是个未解之谜。目前科学界存在两种主流假说:岩浆中的放射性元素提供了热源,或是岩浆富含水分以降低熔点。现在,嫦娥五号采集的月球样品为检验这两种假说提供了机会。

这一发现意味着,维持月球长期火山活动的可能并非月幔中的克里普组分。

由于水属于强挥发性的物质,在月球“成型”的过程中,水会以气态形式向太空逃逸。换句话说,这样诞生的月球,应当几乎不含水,是一个“干透了”的星球。

由此可见,月球是否含水,或者含水量的多少,与月球的起源有着密切的关系。从2008年,科学家分析阿波罗任务采集的火山玻璃开始,对月球样品的含水量分析层出不穷。然而不同的研究给出了非常不同的结果,差异可达两个数量级。月球到底是“干”还是“湿”,成为了大家都很关注的问题。

造成月球含水量长期争议的原因之一,是阿波罗样品和月球陨石的年龄都很老,因此这些样品很可能在成岩后经历过剧烈的改造,与不同来源的岩石(甚至包括外星来源)混杂在一起,并不能反映月幔源区的真实含水量。

这或许是因为嫦娥五号着陆区的月幔经过了更长时间的岩浆活动,从而使大部分水分释放到了太空中;也可能是月幔的水含量非常不均一,然而目前还没有机制能够解释月幔含水量的差异。

让我们回到最初的问题,什么让月球“活”了这么久?从新研究看来,嫦娥五号着陆区异常活跃的火山活动既不是由于克里普中的放射性元素,也不能归因于月幔源区富含水。这些新发现与此前对月球的认识有很大不同,改变了我们对月球的热历史和岩浆历史的认知,对进一步了解月球的起源和演化具有重要的意义。

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