科学驿站|广州科学家从月壤样本中分析了些啥?

小夏聊时尚穿搭 2024-11-28 18:28:40

2023年11月15日,在嫦娥六号探测器的帮助下,1935.3月球背面样本安全归国,我国的科学家们把它们从保护容器中取出、进行了分析,并且取得了进展。

根据中国科学院的报告,这部分来自于月球背面的样本中,它们发现了有证据显示月球背面曾发生过火山活动,这些火山活动并不古老,它们可能大约在距今30亿年前才停止。

这一发现对于科学家来说是个重大的突破,因为之前传统观点认为月球差不多在距今32亿年前就已经停止了喷发,但没想到嫦娥六号样本中却证实了这点的错误。

月球探测任务的负责人之一,中国科学院地球化学研究所研究员胡羽说:“这是科学史上的、关于月球的重大发现,就像在拼图中发现了缺失的一块。”

月球二分性的实证。

科学家们关于月球的猜测来自于对嫦娥五号、嫦娥四号——嫦娥六号的前两位同胞进行的研究。

在这次发现之前,科学家们就已经知道嫦娥五号中的月面样本来自于一片较为年轻的正面区域,这片区域的名称是阿波罗31号登陆区,当时阿波罗15号、16号、17号任务的是NASA安排的登月计划,而阿波罗14号只往阿波罗15号以东的大约105公里处释放了月软着陆器和登月舱,这就是杜宾山区。

因此虽然NASA没有将专门采样分配给嫦娥,其实通过阿波罗14号任务探测器所采集到的杜宾山样本也可以算作嫦娥六号兄弟中的一个嫦娥,但是专家组认为,杜宾山样本中岩石的年龄大约是在32.1±0.8亿年前,换句话说,杜宾山采样时期正好在阿波罗31号之后的5-6百万年间,这从时间上看是没有足够的根据证明杜宾山样本是年轻岩浆喷发的结果。

而且就算杜宾山样本岩石年纪比较年轻,阿波罗31号区域在理想情况下也难以取得证据支持月球正面是前期大规模喷发熔岩的结果。

因为捕捉土壤和岩石中微量成分的过程无法十分精确,无论怎样进行分离技术,采样回来的组分中必然会混入一些杂质,因此即使它们来自原始岩浆,没有受到风化作用的影响,也不能保证它们就是代表了自喷发以来没有经历任何变化的原始组成。

在这种情况下,嫦娥四号也采集到了月球背面的数据,为月球一分的假说提供了支持和推进。

与嫦娥六号多达40多块采样岩石不同的是,嫦娥四号一共只有12块样本,其中11块来自于冯·卡门环形山,只有一块来自于那个比较小反照率的小坑,这说明嫦娥四号的科研目标被锁定在了这场古老的火山爆发中。

研究组对这些岩石进行了分析后发现,它们所在的小坑一定是在冯·卡门环形山形成后不久才诞生的新喷发产物,相比之下,其它十一块岩石很可能经历了两段不同的历史事件,第一事件是因为冯·卡门环形山形成之前在其中心发生了一次大规模喷发,此时沉积下来的熔岩构成了这11块岩石的主成分。

随后冯·卡门环形山形成后,没有让这次火山活动戛然而止,而是接着让冯凯尔二期博拉带继续向外喷发,也就是我们今天看到的那些 lava,这其实相当于第二次喷发,把第一事件留下来的地层覆盖住了。

冯凯尔二期博拉混合了两段历史事件中的内容,但是第二事件中玛巴拉造成了一定程度混合倒没什么奇怪,但是第一事件中形成于冯·卡门环形山中心的新形态层如果原始成分没有严重变化造成古老,那么这就说明冯·卡门环形山形成后没有发生大规模喷发。

大约在30亿年左右,一些来自内部的物质冲破了笨重厚重稠密的岩石层,于是就有了天问一号带回来的这些宝贵样本。

所以探究嫦娥六号样品意义重大,要弄清楚的是,在月球背面到底有没有几个新近地质时期。

专家通过先进技术对样本进行了分析。

为了确保这项发现足够准确,研究人员首先将它们与早先返回地球进行研究的嫦娥三号、嫦娥四号的样本进行了比较,因为即使爬上喀斯特山区保证不受影响采集到样本,嫦娥三号送回来的那些样本也不一定能完全代表正面区域.

因此,他们选择将嫦娥六号样本与从阿波罗登陆区吹下来的高尔基6、亨利h、爱因斯坦 2 进行对比。

这三个降落地区分别是:高尔基 6 降落区位于韦尔纳火山,属于古老年代群,第六个高尔基,这是由苏联 Luna 24 采集回来的。

亨利h 是 Galileo 月表北部地区中最年轻的一座火山,属于年轻火山喷出物,爱因斯坦 2 则与亨利 h 一起组成了两组别离一定距离的新型涌出物,只不过爱的不会喷发。

研究人员对这四个地区收集到的所有样本进行了详细分析时,他们惊喜地发现,除了高尔基 6 样本,那三个人都表现出了令人信服的新型特征。

尤其是亨利 h 样本,尽管它们没有来自高中评价的新子群,但是它们仍然显示出新型特征,这两组子群显示出一致性比用来进行比较的划分阶段要更具信息量,相信科学家们能从中得出更多关于这一发现的重要信息。

作为这项研究成果发表后的第一个更新,中国科学院研究团队向大众展示了他们获得的新发现:在耦合测量阶段和低 μ 值分析下,嫦娥六号样品表现出了极低 μ 值,同时还显示出高 ε Nd 值,指示它们来自贫乏的不相容元素的不相容元素月幔源区。

结合这些结果和之前发现的新近火山活动,再结合其他对比研究结果,就可以得出结论:古老的大规模喷发与年轻的小型喷出之间的界限并不是正面和背面的分离线,月球二分性显而易见。

月球背面有什么原因?

此次发现引起人们广泛关注,有人问:是什么原因导致了月球背面有月海而正面没有?

甚至有人向科学家求证:是不是因为月球以同步自转锁定着地球,所以才导致了这样?

科学家们回答:并不是同步自转造成的,因为同步自转现象早开始的时候正反面就有差异了,但是当时吸积物质还没有完全停止,因此这些原始差异绝对不会直接影响到之后形成的地壳结构,所以造成现在这样二分性的是其他地质过程。

至于是什么过程,我们不太清楚,但是我们知道的是:正面有海背面也有,并且从高速碰撞产生熔融物推测,正面也很有可能不像我们想象那样完全没有火山。

但是,如果真像这样的话,其实并不能完全回答我们的问题,因为如果正面也有海,你要解释为什么要解释为什么这样是不一样的二分性是很难很难的,因为存在太多可能性,所以我们有很长路要走。

反过来想一想,如果我们现在把目前得到的数据都放到行星地质学模型里面去的话,我们能把什么更新呢?

科学家说:很可能我们能更新我们的撞击历史!

因为我们知道,从内核冷却之后开始每三十万年就有一次撞击,现在我们更新了这个数据后我们很可能会看到这样一些变化:在距今 28.3 亿年前,撞击频率迎来了相对平稳的一段时间;

而在距今 14亿年左右,频率又迎来了一个下坡旅程,在那之后也一直保持着平稳状态;

最后,在距今 3700万年这样的现代时代,一次又一次小规模的大规模撞击又将频率调高了一点点。

但是这些更新对迄今为止都是有效的,因此除了这些新发现,我们还没能找出其他更新内容。

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