嫦娥五号样品研究揭示月球年轻火山活动奥秘

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中新网南京3月23日电(记者 杨颜慈)据中国科学院紫金山天文台23日消息，该台天体化学团队联合中国科学技术大学、美国佛罗里达大学、中国地质大学(武汉)和中国科学院南京地质古生物研究所，对嫦娥五号月球样品开展了详细的岩相学、矿物学、微量元素地球化学和同位素分析，揭示了嫦娥五号样品月幔源区特性和月球年轻火山活动奥秘。

月球是人类深空探测的“前哨站”。2020年12月，中国首次地外采样返回任务“嫦娥五号”成功采集了月球正面风暴洋北部的样品1731克。基于嫦娥五号样品研究其月幔源区性质，对于理解月球年轻火山活动的驱动机制十分重要。

研究团队对两个玄武岩岩屑样品开展了三维CT扫描，确认岩屑样品是玄武岩岩屑，不是撞击熔体。通过选取部分样品制成光片，研究人员开展详细的岩相学和矿物学原位分析，并将剩余样品溶解开展主微量元素和Fe-Mg-Sr(铁-镁-锶)同位素分析。

结果表明，组成两个玄武岩岩屑的辉石、橄榄石和长石等的化学成分均与前人发表结果一致，证实为代表嫦娥五号着陆区本地的玄武岩岩屑。

基于已获取的研究数据，科研人员估算了嫦娥五号玄武岩的母岩浆成分，并对月球岩浆洋冷凝结晶过程进行模拟计算。

研究结果表明，月球岩浆洋早期结晶的富橄榄石堆晶具有轻Fe(铁)、重Mg(镁)的同位素特征，晚期富辉石堆晶具有重Fe、轻Mg的同位素特征。

嫦娥五号月球样品的铁镁同位素组成表明其月幔源区可能为两种堆晶体的混合，晚期结晶的富单斜辉石堆晶比例可能为20%至30%。因富集单斜辉石堆晶可以显著降低月幔的熔点，从而可能对月球仍能产生年轻火山活动起到关键作用。