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(資料圖)

月球玄武巖是月幔部分熔融形成的巖漿經(jīng)火山噴發(fā)至月表冷卻結(jié)晶形成的巖石，為探索月幔物質(zhì)組成和演化提供了重要窗口。其中，火山活動強度（巖漿噴發(fā)量）是關(guān)鍵的科學問題，對約束月球的熱演化歷史，揭示火山物質(zhì)的來源和類型以及后續(xù)的構(gòu)造活動和巖石圈變形有重要意義。

嫦娥五號返回的樣品為認識月球晚期的熱演化機制提供了機遇，或可為晚期的火山噴發(fā)規(guī)模研究提供關(guān)鍵錨點。針對這一問題，中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所、國家空間科學中心、中山大學、南京大學等，對嫦娥五號玄武巖開展了火山噴發(fā)規(guī)模研究， 揭示月球晚期火山噴發(fā)呈間歇性增強現(xiàn)象。這一研究成果日前在國際學術(shù)期刊《自然-通訊》發(fā)表。

△月球玄武巖噴發(fā)速率及其隨時間變化趨勢

該研究的實施的原因在于：研究表明嫦娥五號玄武巖具有相同的年齡，說明是同一期火山噴發(fā)的產(chǎn)物（以億年為時間尺度），外來物質(zhì)比例低；這些不同結(jié)構(gòu)的玄武巖具有相似的同位素組成，說明來自相同月幔源區(qū)。該團隊利用擴散年代學技術(shù)獲取了玄武巖中21顆橄欖石的冷卻時間；進而，利用一維熱量傳輸模型估算了每個玄武巖顆粒所限定的熔巖流的最小厚度。研究得到大部分玄武巖顆粒所限定的熔巖流最小厚度為10-30米。嫦娥五號著陸地質(zhì)單元地勢平坦，據(jù)此估算了玄武巖的噴發(fā)量，表明在月球晚期（距今約20億年）仍有大規(guī)模巖漿噴發(fā)，這與通過遙感探測手段得到的結(jié)果較為一致。

在此基礎(chǔ)上，科研人員梳理前人對月球早期火山活動的研究成果與本次成果發(fā)現(xiàn)，盡管月球火山活動總體隨著時間的推移而逐漸變?nèi)酰渫砥趪姲l(fā)規(guī)模仍呈現(xiàn)間歇性凸起的現(xiàn)象，這對約束月球的熱演化歷史提供了關(guān)鍵參數(shù)。然而，造成月球晚期大規(guī)模火山噴發(fā)的原因仍需結(jié)合月球的熱化學演化模型進一步研究。（總臺央視記者 帥俊全 褚爾嘉）