嫦娥五号揭秘：月球火山活动持续到20亿年前
嫦娥五号揭秘：月球火山活动持续到20亿年前
2020年12月17日，嫦娥五号成功从月球带回1731克月壤样品，这是人类首次获得月表年轻火山岩区的样品。经过中国科学家的精确分析，这些样品揭示了一个惊人的事实：月球的火山活动持续到了20亿年前，比此前认为的时间晚了约8亿年。
这一突破性的发现不仅改变了我们对月球演化历史的认知，还为理解太阳系内其他天体的演化过程提供了重要线索。中国科学院地质与地球物理研究所研究员贺怀宇表示，嫦娥五号着陆区的玄武岩单元是月球最年轻的火山岩之一，此前研究推测这一区域的年龄为10亿至30亿年，但这种推测方法存在极大的不确定性。而中国研究团队利用自主研发的超高分辨定年技术，精确测定了嫦娥五号月壤样品中玄武岩的形成年龄为20亿年前。
这一发现具有重大科学意义。首先，它为撞击坑定年曲线提供了关键锚点，大幅提高了内太阳系星球表面撞击坑定年的准确度。其次，它推翻了此前关于月球岩浆活动停止时间的主流观点，表明月球在地质意义上“死亡”的时间比预期要晚得多。这一发现迫使科学家重新思考月球的热演化模型。国际学术期刊《自然》发表评述文章指出，“嫦娥五号任务在过去从未涉足的月球表面，带回了迄今为止采集到的最年轻火山岩样品，这些岩石的研究结果表明非常有必要修正已有的月球热演化模型”。
中国科学家的这一发现还引发了对月球晚期岩浆活动成因的深入思考。此前科学界普遍认为，月球最晚期岩浆活动的成因有两种可能：岩浆中富含放射性元素以提供热源，或富含水以降低熔点。然而，对嫦娥五号月壤样品的研究排除了这两种主流观点。研究人员发现，月壤样品中的玄武岩初始熔融时并没有富集钾、稀土元素、磷的“克里普物质”，这一结果否定了初始岩浆熔融热源来自放射性生热元素的假说。同时，研究还发现月幔的水含量仅为1—5微克/克，表明月幔非常“干”，这也排除了水作为降低熔点因素的可能性。
基于这些发现，中国科学家提出了新的年轻火山形成机制和月球热演化模型。这一模型认为，月球在20亿年前仍保持一定的热对流或热传导，其驱动能量可能来源于内核结晶、进动、钛铁矿堆晶下沉等过程。这一新模型为理解月球内部结构和热演化历史提供了新的视角。
嫦娥五号月壤样品的研究成果远不止于此。中国科学家还发现了月球第六种新矿物“嫦娥石”，这是一种存在于月球玄武岩颗粒中的磷酸盐矿物。此外，研究还揭示了月表水的成因，发现太阳风在月壤颗粒表层注入的水量比预期要多，这为未来月球水资源的利用提供了重要参考。
这些研究成果不仅推动了月球科学研究的发展，也为未来的月球探测和资源开发提供了科学依据。中国计划在月球南极建立科研站，而这些研究发现将为月球科研站的选址和资源利用提供重要参考。正如专家所言，嫦娥五号月壤样品的研究成果涵盖了月球形成、演化、太空风化作用与机制以及资源利用等多个领域，推动了我国行星科学的发展，培养了行星科学研究的人才队伍，初步形成了科学、技术、工程融合创新发展的新模式。