圖中A為嫦娥六號(hào)著陸區(qū),B為嫦娥六號(hào)中的玄武巖巖屑,C為嫦娥六號(hào)著陸器。(《科學(xué)》期刊供圖)
嫦娥六號(hào)從月背南極-艾特肯盆地帶回的樣品為驗(yàn)證月球巖漿洋模型提供了契機(jī)。車曉超指出,月球玄武質(zhì)火山活動(dòng)記錄了月球內(nèi)部的形成演化過(guò)程。嫦娥六號(hào)月背樣品中的玄武巖成分與月球正面樣品具有相似性,并且存在克里普物質(zhì)層,由此可推測(cè)月球形成初期背面也存在巖漿洋。
地球早期歷史的“時(shí)間膠囊”
揭開月球的起源之謎、了解其演化歷史對(duì)人類更好地認(rèn)識(shí)地球具有重要意義。關(guān)于月球起源,有一種假說(shuō)認(rèn)為,月球是地球形成后不久,由一顆火星大小的天體撞擊地球后形成。月球好比是地球早期歷史的“時(shí)間膠囊”,探索月球的形成與演化過(guò)程可為研究地球早期狀態(tài)提供線索。
車曉超表示,地球表面活躍的地質(zhì)活動(dòng),比如板塊運(yùn)動(dòng)、風(fēng)化作用等,將地球早期的巖石記錄幾乎抹掉,根據(jù)從地球上采集到的“只言片語(yǔ)”,人類很難推測(cè)出地球早期歷史。
“但是月球不一樣,它的表面幾乎沒有風(fēng)化作用,可以保存數(shù)十億年的地質(zhì)記錄。通過(guò)這些地質(zhì)記錄,推導(dǎo)類地行星的演化發(fā)展,對(duì)于行星科學(xué)研究具有重要意義?!避嚂猿f(shuō)。
尋找最古老的撞擊盆地年齡
若月球初期被全球性的巖漿洋覆蓋,如今月球正面和背面為何又呈現(xiàn)出顯著差異?這項(xiàng)研究也為解決月球“二分性”這一科學(xué)問(wèn)題提供了重要線索。
車曉超介紹說(shuō),研究發(fā)現(xiàn)月球背面和正面樣品玄武巖中鉛同位素的演化路徑不同,表明月球的不同區(qū)域在巖漿洋結(jié)晶后演化過(guò)程存在差異。月球表面盆地尺度的撞擊事件,尤其是南極-艾特肯盆地的撞擊,可能改造了月幔的物理化學(xué)性質(zhì)。
后續(xù),該研究團(tuán)隊(duì)將聚焦月球早期撞擊事件、撞擊頻率變化等問(wèn)題,從嫦娥六號(hào)月背樣品中尋找答案。
中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所離子探針中心名譽(yù)主任劉敦一表示,月球樣品中既保留了原地信息,也包含撞擊處濺射出來(lái)的月球深部物質(zhì)。嫦娥六號(hào)著陸區(qū)南極-艾特肯盆地,被公認(rèn)為月球上最大、最古老、最深的撞擊盆地,“我們希望在月背樣品中找到來(lái)自月幔的直接證據(jù),測(cè)算出最古老的撞擊盆地年齡?!?/p>
“地球上也發(fā)生過(guò)不少撞擊事件,但幾乎找不到相關(guān)記錄。而月球表面保存了太陽(yáng)系早期的撞擊記錄。”劉敦一說(shuō),什么因素會(huì)導(dǎo)致天體的磁場(chǎng)、大氣層消失?地球的未來(lái)是什么?研究月球早期撞擊歷史和演化可以幫助人類認(rèn)識(shí)地球早期歷史,以及撞擊事件對(duì)地球環(huán)境和生命演化的影響。(完)