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1月13日,中国科学院地质与地球物理研究所田恒次研究员团队,对嫦娥六号从月球背面带回来的样品做了一次超精细的钾同位素分析,有了个重大发现——月球上最大的撞击盆地“南极-艾特肯盆地”,当初形成时的剧烈撞击,让月球深部的月幔丢了不少中等挥发性元素。这个发现,帮我们搞懂了大型撞击咋影响月球演化,也为解开月球正背面为啥不一样的谜题,提供了关键线索。相关研究成果已经发表在国际顶级期刊《美国国家科学院院刊》上。 示意图展示了 SPA 盆地形成事件如何塑造月球地壳和地幔结构,并最终导致撞击过程中挥发分的丢失。 自打月球诞生以来,小行星撞击就是它最主要的“外部改造力量”。那些坑坑洼洼的撞击坑和盆地,全是小行星撞出来的,这些撞击不仅改变了月球表面的样子,还让月球表面的化学成分变了样。但有个问题一直没搞清楚:月球早期那些超级大的撞击,到底有没有影响到月球内部?又是怎么影响的? 嫦娥六号这次立了大功,它采集的样品正好来自南极-艾特肯盆地——月球上最大的撞击盆地。有了这些样品,科学家就能好好研究这场惊天大撞击带来的连锁反应了。 这里得说个小知识点:高精度同位素分析就像“侦探工具”,能通过测量同位素比值的细微变化,揪出撞击事件留下的“蛛丝马迹”。像钾、锌、镓这类中等挥发性元素,它们的同位素体系特别有研究价值——撞击产生的高温会让这些元素容易挥发、分离,它们的同位素组成就像“指纹”一样,能记录下撞击时的温度、能量,凤凰彩票官网app还有物质来源,帮我们判断撞击的规模、月球的受热历史,以及撞击怎么改造了月球的外壳和深部物质。 研究团队对嫦娥六号带回来的玄武岩样品,取了毫克级的微小颗粒做钾同位素分析。结果发现,和美国阿波罗任务从月球正面带回来的样品比,嫦娥六号的样品里,钾-41和钾-39的比值明显更高。 为了找到这个异常的原因,研究团队排查了各种可能性,比如宇宙射线照射、岩浆活动等等,最后确认:就是那次大撞击,改变了月幔里钾同位素的组成,不仅让钾变少了,还让同位素比值升高了。 原理其实很简单:撞击产生的瞬间高温高压下,比较“轻”的钾-39同位素更容易逃逸到太空,剩下的物质里,“重一点”的钾-41占比就变高了,同位素比值自然就上去了。 更重要的是,这次撞击导致的挥发性元素丢失,很可能会压制了月球背面后来的火山活动,这可能是形成正背面火山活动差异的原因之一。这个发现,也给我们解开月球“两面派”的谜题,补上了关键一环。 团队在实验室分析数据。 (光明日报全媒体记者崔兴毅 图片由中国科学院地质与地球物理研究所提供) |


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