根據(jù)科學(xué)界的主流觀點，月球曾經(jīng)也像地球一樣擁有熾熱的核心，其內(nèi)部也因此具備了活躍的地質(zhì)活動，但由于其個頭太小，無法像地球一樣有效地保持其內(nèi)部的熱量，因此隨著時間的流逝，其內(nèi)部的熱量就逐漸散失殆盡，最終導(dǎo)致它的內(nèi)部不再有任何地質(zhì)活動，成為了一顆“死去”的星球。
月球是什么時候“死去”的？這是一個科學(xué)家非常感興趣的問題，在20世紀(jì)，科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)，無論是美國阿波羅計劃和前蘇聯(lián)月球號任務(wù)帶回的月球樣本，還是我們在地球上收集到來自月球的隕石樣本，其“年齡”幾乎都超過了30億年，而這也讓人們普遍認為，月球“死去”的時間點，大約是30億年前，從那時開始，月球內(nèi)部的地質(zhì)活動就已經(jīng)停止。
進入21世紀(jì)之后，人類對月球的探索仍在繼續(xù)，2021年，中國的嫦娥五號任務(wù)為月球的地質(zhì)生命續(xù)寫了新篇章，通過對嫦娥五號從月球表面采集的玄武巖碎屑樣本進行精確的年代測定，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，月球在大約20億年前仍然存在著較大規(guī)模的火山活動，而這一發(fā)現(xiàn)也將月球的地質(zhì)生命“延長”了大約10億年，進而刷新了人類對月球的認知。
但這還沒有結(jié)束，一個來自中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所的團隊，近日在《科學(xué)》雜志上發(fā)表了一項重磅級的研究成果：在對嫦娥五號月壤樣品的深入研究中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)月球在大約1.2億年前仍然存在火山活動。
可以看到，此次嫦娥五號月壤研究的新發(fā)現(xiàn)也就意味著，1.2億年前的月球，并沒有像我們之前認為的那樣早已“死去”，那時的它居然還是“活”的。這到底是怎么發(fā)現(xiàn)的呢？我們接著看。
在之前的研究中，科學(xué)家主要是通過測量月球上火山活動形成的巖石樣本來推斷月球的地質(zhì)生命，而此次研究采用了一種新的思路，那就是尋找月球樣本中的“火山玻璃珠”，并對其進行測量。
這個“氣倉”就像是一個巨大的壓力鍋，其中通常會懸浮著由少量巖漿凝結(jié)而成的細小顆粒，當(dāng)壓力累積到一定程度時，“氣倉”就會爆炸，這些細小顆粒就會被大量地拋向空中并急速冷卻，最終凝固為微小的玻璃態(tài)顆粒廣泛散布在地表。
這種顆粒就被稱為“火山玻璃珠”，在月球的低重力和無大氣層的特殊環(huán)境中，“火山玻璃珠”的形成更加純粹、保存得也更加完整，可以說是研究月球上火山活動情況的最佳樣本。
然而想要在月球樣本中找到“火山玻璃珠”并不容易，一方面來講，“火山玻璃珠”通常都非常小，而在月球的低重力環(huán)境中，它們的散布面積會非常大，并因此變得極為稀疏，以至于我們并不能確定嫦娥五號帶回的樣本中是否存在“火山玻璃珠”。
另一方面來講，月球上到處都是隕石撞擊坑，它們都是由隕石以極快的速度撞擊月球表面形成的，這樣的撞擊會讓月球表面的物質(zhì)熔化，進而生成一種叫做“沖擊玻璃珠”的物質(zhì)，與“火山玻璃珠”相比，月球表面的“沖擊玻璃珠”要多得多，它們的存在也使得尋找和識別“火山玻璃珠”變得極為困難。
不過在現(xiàn)代科技的幫助下，這些困難也不是不可以克服。
在此次研究中，科學(xué)家從嫦娥五號帶回的月壤中找到了大約3000顆“琉璃珠”，在此之后，科學(xué)家通過電子背散射圖像（BSE）分析，排除了很多明顯具備沖擊特征的“琉璃珠”，使得“玻璃珠”只剩下大約800顆，接下來，科學(xué)家根據(jù)已知的“火山玻璃珠”化學(xué)成分標(biāo)準(zhǔn)，通過電子探針（EPMA）分析，進一步篩選出13顆符合條件的“玻璃珠”。
然后，科學(xué)家又通過離子探針（SIMS）對剩余的“玻璃珠”進行了精細的微量元素分析，并從中篩選出了6顆具備巖漿演化特征的“玻璃珠”，最終，科學(xué)家通過分析硫同位素，篩選出其中3顆“玻璃珠”具有火山成因的特征，并最終確定了它們是月球火山活動的產(chǎn)物。這一系列篩選步驟，就像在復(fù)雜的迷宮中尋找線索，逐步接近真相。
篩選成功之后，科學(xué)家通過離子探針對這3顆“火山玻璃珠”進行了鈾-鉛同位素體系的定年，結(jié)果令人驚訝——它們的“年齡”為123（±15）Ma。這里的“Ma”是指百萬年，也就是說，它們形成于大約1.2億年前，而這也就表明了，1.2億年前的月球，仍然存在火山活動，在那個時候，它居然還是“活”的。
筆者認為，這一發(fā)現(xiàn)不但進一步延長了“月球”的地質(zhì)生命，也使得人類對月球內(nèi)部構(gòu)造和演化過程有了全新的認識，曾經(jīng)被認為早在20億年前就已經(jīng)“死去”的月球，居然在如此近的地質(zhì)年代中仍然存在火山活動，這對未來的月球探索無疑帶來了更多的懸念與期待。
參考資料：Bi-Wen Wang et al, Returned samples indicate volcanism on the Moon 120 million years ago, Science (2024).
聯(lián)系客服
