月球有新的故事要讲了。
科学家们发布了中国今年从月球远端带回的月球土壤和岩石历史库存的首次详细分析。嫦娥六号是第一个从月球远端带回土壤的任务,今年6月,它通过机器人探测器收集了1.9公斤(4.2磅)的月球土壤,然后返回地球。这一科学壮举巩固了中国作为世界顶级太空强国的地位。
根据周五发表在《科学》和《自然》杂志上的两篇论文,样本中的火山岩可以追溯到28亿年前,表明无人着陆地点在当时是火山活跃的。这项新研究发现了以前通过研究美国宇航局的阿波罗计划和俄罗斯月球任务从月球近端采集的样本中没有的相对较近的月球火山活动事件。
相比于以前研究的月球近地样本,嫦娥六号从月球远端获取的玄武岩样品年龄相当年轻,只有2亿年左右,而以前的样本都超过3亿岁了。圣母大学教授、论文合著者克雷格·尼尔说。然而,与中国2020年嫦娥五号月球任务采集的更近期的近地样本相比,这些样本还发现了年龄大约为20亿年的样本。
这项研究还表明,这些样本没有携带许多阿波罗时代样本中含有的放射性元素特征。尼尔说:“嫦娥六号采集的玄武岩相对年轻,而且没有发现放射性元素,这令人惊讶。”这“引发了关于这些岩浆是如何和为何生成的疑问。”
他还补充说:“有关嫦娥五号的玄武岩的研究也提出了同样的问题。”在20世纪60年代和70年代进行的水手任务中收集了第一批月球样本,它们有效地重写了科学教科书,揭示了月球的形成方式,并表明它曾经覆盖在一大块熔岩海之下。
关于月球的研究一直让人感到困惑。“嫦娥六号的样本相对较新的年龄和缺乏放射性元素的存在令人惊讶,”尼尔通过电子邮件说。这“引发了关于这些岩浆是如何和为何生成的疑问。”他补充道。
“我们对阿波罗月表的了解只适用于其一小部分,”华盛顿特区卡内基研究所地球与行星实验室的退休科学家理查德·卡尔森说。“这是我们一直想知道的问题。”
在NASA的阿波罗任务期间,着陆点位于月球赤道附近,而嫦娥五号探测器着陆在月球西北角。而嫦娥六号探测器着陆在绵延的南极-艾托肯盆地内的一个位置,这个盆地形成于大约40亿年前。现在,嫦娥六号的样本可以帮助科学家们了解月球远侧和近侧之间的差异,通过揭示远侧的火山历史来解开这个谜团。
月球近侧总是面向地球——因此更容易研究——因为它与地球完成一次轨道和绕轴旋转所需的时间相同:大约需要27天。李秋立说。他也是中国科学院地质与地球物理研究所国家重点实验室研究员和中国科学院地球化学研究所的主要作者之一。
根据这两项研究,月球远侧和近侧的不对称性仍然是一个未解之谜。“这个问题还没有得到解决,”李秋立在电子邮件中说。
李秋立及其团队研究了来自月球远侧土壤的两个小样本中的108块玄武岩碎片。研究人员通过研究样本中铅同位素衰变来发现大多数碎片形成于约28亿年前,但根据这项研究,其中一个碎片形成于约42亿年前。
这两项研究的结果表明,月球熔融的时间比以前认为的要长得多。“我们对月球为什么能熔融那么长时间其实并没有很好的概念,”卡尔森在电子邮件中说。“月球是一个相当小的天体,它应该很快冷却下来。”
这两篇论文都指出,这些样本并不富含KREEP(钾、稀土元素和磷的缩写),这是在其他阿波罗时代样本中发现的特征。
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