圖中A為嫦娥六號著陸區,B為嫦娥六號中的玄武巖巖屑,C為嫦娥六號著陸器。(《科學》期刊供圖)
嫦娥六號從月背南極-艾特肯盆地帶回的樣品為驗證月球巖漿洋模型提供了契機。車曉超指出,月球玄武質火山活動記錄了月球內部的形成演化過程。嫦娥六號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層,由此可推測月球形成初期背面也存在巖漿洋。
地球早期歷史的“時間膠囊”
揭開月球的起源之謎、了解其演化歷史對人類更好地認識地球具有重要意義。關于月球起源,有一種假說認為,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“時間膠囊”,探索月球的形成與演化過程可為研究地球早期狀態提供線索。
車曉超表示,地球表面活躍的地質活動,比如板塊運動、風化作用等,將地球早期的巖石記錄幾乎抹掉,根據從地球上采集到的“只言片語”,人類很難推測出地球早期歷史。
“但是月球不一樣,它的表面幾乎沒有風化作用,可以保存數十億年的地質記錄。通過這些地質記錄,推導類地行星的演化發展,對于行星科學研究具有重要意義。”車曉超說。
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出顯著差異?這項研究也為解決月球“二分性”這一科學問題提供了重要線索。
車曉超介紹說,研究發現月球背面和正面樣品玄武巖中鉛同位素的演化路徑不同,表明月球的不同區域在巖漿洋結晶后演化過程存在差異。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性質。
后續,該研究團隊將聚焦月球早期撞擊事件、撞擊頻率變化等問題,從嫦娥六號月背樣品中尋找答案。
中國地質科學院地質研究所離子探針中心名譽主任劉敦一表示,月球樣品中既保留了原地信息,也包含撞擊處濺射出來的月球深部物質。嫦娥六號著陸區南極-艾特肯盆地,被公認為月球上最大、最古老、最深的撞擊盆地,“我們希望在月背樣品中找到來自月幔的直接證據,測算出最古老的撞擊盆地年齡。”
“地球上也發生過不少撞擊事件,但幾乎找不到相關記錄。而月球表面保存了太陽系早期的撞擊記錄。”劉敦一說,什么因素會導致天體的磁場、大氣層消失?地球的未來是什么?研究月球早期撞擊歷史和演化可以幫助人類認識地球早期歷史,以及撞擊事件對地球環境和生命演化的影響。(完)