玉兔号探索月球有哪些发现？嫦娥五号样品中藏着哪些月球奥秘

玉兔号探索月球有哪些发现？嫦娥五号样品中藏着哪些月球奥秘地质地球所苏斌副研究员介绍， 科研人员们选取了27颗代表性嫦娥五号玄武岩岩屑，分析了岩屑的主要成分，结合模拟计算，恢复了嫦娥五号玄武岩的初始岩浆成分。然而，地质地球所的科学家们利用嫦娥五号带回的月球样品，证明月球在距今20亿年前仍喷发过滚烫的岩浆，使已知的月球地质寿命“延长”了8亿到9亿年。报告会线上截图将月球地质寿命“延长”8亿到9亿年月球形成于约45亿年前，但其质量约为地球的1%。如此小的天体，理论上，它应该快速冷却，早早停止火山活动，成为死亡星球。

古时候，嫦娥奔月的故事承载人们的想象。如今，嫦娥五号将月壤搬回地球，不断拓展着人类的认知边界。

2021年7月12日，嫦娥五号返回月球样品研究正式拉开序幕。迄今为止，国家航天局探月与航天工程中心发放样品5次，发放198份样品。

这些珍贵的样品中藏着月球多少奥秘？10月26日上午，在中科院地质与地球物理研究所（以下简称：地质地球所）的嫦娥五号月球样品新成果学术报告会上，多位科研人员分享了基于月球样品的新发现。

跟本期《天目Tech 》一起，看看部分科研人员的研究成果。

报告会线上截图

将月球地质寿命“延长”8亿到9亿年

月球形成于约45亿年前，但其质量约为地球的1%。如此小的天体，理论上，它应该快速冷却，早早停止火山活动，成为死亡星球。

然而，地质地球所的科学家们利用嫦娥五号带回的月球样品，证明月球在距今20亿年前仍喷发过滚烫的岩浆，使已知的月球地质寿命“延长”了8亿到9亿年。

地质地球所苏斌副研究员介绍， 科研人员们选取了27颗代表性嫦娥五号玄武岩岩屑，分析了岩屑的主要成分，结合模拟计算，恢复了嫦娥五号玄武岩的初始岩浆成分。

他们将嫦娥五号玄武岩的初始岩浆成分与形成于30多亿年前的阿波罗低钛玄武岩的初始岩浆进行对比，发现了月球保持“活力”的原因——年轻的嫦娥五号玄武岩的初始岩浆中含有更多的钙和钛。富钙富钛物质会显著降低月幔的熔点。进一步根据模拟计算显示，月球内部经历了十几亿年的持续冷却，温度仅降低了约80摄氏度。

换句话说，尽管月球内部在持续缓慢冷却，但月球岩浆洋晚期结晶逐渐加入到了月幔，不断为月幔“补钙补钛”，降低了月幔熔点，抵消了月幔逐渐缓慢变冷的大趋势，诱发月球“年轻”火山的形成。

嫦娥五号月壤中的玻璃珠 报告会线上截图

嫦娥五号月壤中的玻璃珠因何而生？

与地球土壤不同，在月壤颗粒中有一部分是玻璃珠。

玻璃的形成，离不开“高温熔融”与“快速冷却”。此前，关于阿波罗月壤的研究表明，月壤的玻璃珠一部分是因火山喷发而形成的火山玻璃，一部分是因外来冲击导致的冲击玻璃。

嫦娥五号带回的月球样品中也有玻璃珠。它们因何而生？

报告会上，地质地球所研究员杨蔚给出了答案，嫦娥五号月壤中的玻璃珠是冲击玻璃。

他介绍，科研人员们从嫦娥五号月壤中选出247颗玻璃珠，直径大小在50至300微米不等。对内部结构进行分析后，又将这些玻璃珠分为含角砾、含微晶、干净三类。其中，含角砾的玻璃珠占比超70%，可以看到矿物不均匀熔融现象，“比较明显是冲击玻璃。”

进一步对其中54颗玻璃珠进行测定后发现，这些玻璃珠主要元素成分以中钛为主，与嫦娥五号玄武岩的成分十分接近，“成分上与苦橄质火山玻璃不同，而且部分样品中镍含量很高，显然是在冲击过程中受到了‘污染’导致。”

此外，研究数据还表明，高温让月壤中的硅元素挥发了，而只有冲击过程中形成的高温才能达到硅挥发的温度，“所以，基本可以判断，所有玻璃都是冲击玻璃。”

报告会线上截图

太空风化作用改变了月壤什么？

在月球上，经过成千上万年的风吹日晒，一块坚硬的岩石会发生怎样的变化？

科研人员们对嫦娥五号月球样品展开了研究，发现月球表面遭受的太空风化作用极大地改造了月球表面物质的微观形貌、晶体结构和化学成分。

地质地球所高级工程师谷立新介绍，研究人员利用系列分析方法 在嫦娥五号单个月壤颗粒表面获得了四种矿物——硅酸盐、氧化物、磷酸盐和硫化物的太空风化作用信息。

团队发现，在近似的月表环境下，不同矿物的结构响应不同。

例如，辉石（一种硅酸盐造岩矿物）的表层有明显的衬度（图像上不同区域间存在的明暗程度的差异），“这个衬度就是风化层，厚度大约为50到60纳米。在风化层中，还观察到纳米铁颗粒，它们存在的深度正好与太阳风质子注入的深度相符合。” 谷立新说。

结合月壤单颗粒相关分析可以看出，月壤的太空风化作用主要是受到微陨石撞击、太阳风及宇宙射线的辐照等因素的共同作用。