嫦娥五号月球样品最新研究成果：晚期岩浆并不富含放射性生热元素

最新 10 月 21 日消息，根据新华社消息，10 月 19 日，中国科学院发布嫦娥五号月球科研样品最新研究成果。研究证明，嫦娥五号月球样品为一类新的月海玄武岩，填补了美国和苏联月球采样任务的"空白"。研究成果表明，月球直到 20 亿年前仍存在岩浆活动，晚期岩浆活动的月幔源区并不富含放射性生热元素，而且非常"干"。多项突破性进展给出了对月球演化的全新认识，对未来的月球探测和研究提出了新的方向，得到国际专家高度评价。

▲ 中国科学院院士李献华作介绍

研究发现，嫦娥五号月球样品为一类新的月海玄武岩，不同于美国和苏联采集返回的月球样品。科研人员对嫦娥五号月球样品玄武岩岩屑中 50 余颗富铀矿物进行分析，确定玄武岩形成年龄为 20.30±0.04 亿年，表明月球直到 20 亿年前仍存在岩浆活动，比以往月球样品限定的岩浆活动延长了约 8 亿年。

月球最晚期岩浆活动的成因一直是未解之谜，目前科学界存在两种可能的解释：月幔源区富含放射性元素以提供热源，或月幔富含水从而降低其熔点。

最新研究发现，嫦娥五号月球样品玄武岩的月幔源区并不富集"克里普物质"。由于"克里普物质"富含放射性生热元素，这一结果证明，月幔放射性生热元素并不是形成嫦娥五号月球样品玄武岩的主要原因。

对于岩浆源区是否富含水，科研团队测定了嫦娥五号月球样品玄武岩中的水含量和氢同位素组成，发现月幔源区的水含量仅为 1 至 5 微克/克，也就是说月幔非常"干"。这一发现也排除了月幔富水而具有低熔点，导致该区域岩浆活动持续时间异常延长的猜想。

▲ 玄武岩中磷灰石和岩浆包裹体背散射扫描电子显微镜图像

根据大撞击起源假说，原始地球与一个火星大小的星子碰撞，形成了一个围绕地球的、由高温岩浆和气体组成的"盘"。当温度开始冷却时，硅酸盐等物质首先聚集形成月球（图 1），而水属于强挥发的物质，会以气态形式向太空逃逸而丢失。因此，这种方式诞生的月球，几乎不含水，是一个近乎干透了的星球。

最新此前报道，嫦娥五号返回器于 2020 年 12 月 17 日返回地球，将 1731 克月球样品带回地球。关于样品的用途方面，第一进行科学研究，第二入藏国家博物馆向公众展示、进行科普教育，第三依据国际合作公约和多边双边合作协议，将发布月球样品和数据管理办法与有关方面的科学家共享。

▲ 研究人员使用电子显微镜进行观察

近期，研究团队发表了月球样本相关研究论文《嫦娥五号年轻玄武岩的年代与成分》，论文于北京时间 10 月 8 日凌晨在线发表在国际学术期刊《Science》上。研究团队用详尽的微区原位高分辨率二次离子质谱（SHRIMP）定年数据和坚实的岩石矿物地球化学数据，证明了月球直至 19.6 亿年前仍存在岩浆活动，使此前已知的月球地质寿命延长了约 10 亿年。