月球“土特产”有重大发现：“嫦娥五号”着陆区可能曾发生过多次火山喷发

“嫦娥五号”采集的首批月球样品，能为我们揭示月球的哪些奥秘？中国科学院紫金山天文台13日发布消息，该台徐伟彪研究员及其行星化学科研团队联合南京地质古生物研究所合作完成的一项关于嫦娥五号首批月球样品的研究成果。专家发现，嫦娥五号着陆区历史上可能曾经发生过多次火山喷发活动。该项成果近期在线发表于我国综合类学术期刊《科学通报》（《Science Bulletin》）英文版。

月球上的岩石蕴藏着哪些信息？

2020年12月17日1时59分，嫦娥五号返回器携带1731克月球样品成功返回地面，首次实现了我国地外天体采样返回，也是人类时隔44年再次将月球样品带回地球，使我国成为世界上第三个从月球取回样品的国家。

月球上的土壤、岩石蕴藏着哪些信息？这样从这次嫦娥五号带来的月海玄武岩说起。

月海，就是月球的洼地。从地球看月亮，会发现月亮表面有明有暗，早期的观察者以为这些地方被海水覆盖，称它们为月海。实际上，月球本身并不发光，而是反射太阳光，月海也没有水，之所以暗淡是因为里面遍布玄武岩，反射率比较低。

月海玄武岩主要分布在月球正面的盆地中，可能是来自100至400公里深处的月幔物质部分熔融形成的。通过对不同类型的月海玄武岩样品的分析，可以研究月球深部物质成分、岩浆形成过程随时间和空间的演化。

记者了解到，中国科学院紫金山天文台是国内首批获得月球科研样品的13家科研机构之一，徐伟彪研究员作为使用责任人获批两份月球玄武岩样品。

发现了“高钛”的玄武岩意味着什么？

研究团队利用高分辨率显微CT、扫描电子显微镜、电子探针等对其中一个编号为CE5C0000YJYX065的样品开展了详细的矿物学和三维断层成像研究。

CE-5玄武岩样品（CE5C0000YJYX065）不同角度、不同深度的高分辨率显微CT图像。

CE-5玄武岩样品（CE5C0000YJYX065）一个颗粒的背散射电子图像（a）及其元素面扫描图（b）

多项证据表明，不同于目前已报道的嫦娥五号中钛和低钛月海玄武岩类型，CE5C0000YJYX065是一种相对罕见的高钛月海玄武岩。

徐伟彪研究员告诉记者，50年前，阿波罗计划宇航员登月曾经带回月球样品分析，结果表明，玄武岩中钛铁矿含量较高，但这其中“低”“中”“高”钛的玄武岩都有，所以人们也一度认为月球上到处可以找到高钛玄武岩。后来随着航天技术的发展和越来越多月球陨石的发现，科学家发现，高钛的玄武岩在月球上其实是非常罕见的。

“此次发现高钛玄武岩，这表明嫦娥五号着陆区历史上，可能曾经发生过多次火山喷发活动。”徐伟彪说，这也将有望解读月幔源区不同物质成分和月球晚期火山活动的精细时空分布规律。

专家告诉记者，这证明，月球在20亿年前发生过好多次的火山喷发。这一发现将月球最年轻的玄武岩样品年龄更新为20亿年前，意味着月球“血液”流动的时间（即月球的地质活动寿命）延长了8-9亿年，这也是月球迄今最“年轻”的火山活动记录。

地球、火星和月球（等比例）直径大小与火山活动持续时间对比，可以看出，星球体积越小，地质寿命越短

专家指出，出现各种不同类型的玄武岩，也说明月球深部月幔物质组成极不均一，也反映了月球岩浆形成过程的高度复杂性。而关于月球深部物质成分、岩浆过程随时间和空间的演化，还要进一步深化研究。

徐伟彪研究员总结说，这项研究成果揭示了许多月球形成和演化历史的重要信息：第一就是揭示了月球内部的地质活动延续了很长时间，到了20亿年前还有强力的火山活动，并且发生了多次火山喷发；第二，月球内部曾发生月幔倒置现象，上部较重的钛铁矿翻转下沉到月幔深部，经高温熔融产生高钛玄武岩岩浆喷发出月面；第三，这种月幔倒置翻转现象并不普遍，只是在月球的局部地区发生，比如“嫦娥五号”的着陆区。

扬子晚报/紫牛新闻记者 于丹丹

图片来源 紫金山天文台

校对 李海慧