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我科學家借隕石揭秘月球“嬰兒期”

時間:2025-08-09 17:30:07    來源:光明日報    
 月球,地球最親密的鄰居,它的“嬰兒期”是什么樣的?為破解這個謎題,中國地質(zhì)大學(北京)科學研究院王水炯教授團隊和中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所李秋立研究員團隊合作,對一塊名為NWA 14729的月球隕石進行了原位同位素定年分析,給出了新答案:月球的“巖漿海洋”可能在45億年前就已形成,并在不到1億年的時間內(nèi)迅速冷卻凝固。這一發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了過去的認知,為理解月球的早期演化提供了關鍵線索。相關研究成果近日發(fā)表在國際學術期刊《科學進展》上。

  據(jù)大碰撞假說,一顆火星大小的行星“忒伊亞”猛烈撞擊了年輕的地球,巨大的沖擊將大量物質(zhì)拋向太空,最終凝聚形成了月球。這場撞擊釋放的能量如此巨大,以至于剛剛誕生的月球幾乎完全被熔融的巖漿覆蓋,形成了深達上千公里的“巖漿海洋”。后來慢慢冷卻,形成了今天的月殼和月幔。但這場“巖漿海洋”究竟何時開始,又何時結束?

  對這塊名為NWA 14729的月球隕石的研究有了新發(fā)現(xiàn)。王水炯介紹:“這是一塊來自月球高地的鎂質(zhì)巖套隕石,含有特殊的含鋯礦物(如鋯石、斜鋯石等),它們就像‘時間膠囊’,記錄了月球早期的化學信息。”

  研究團隊利用高精度離子探針技術(SIMS),測量了這些礦物的鉛同位素組成,最終計算出它們的年齡——約44.06億年,誤差僅有±3.2百萬年,是目前最精確的月球早期年齡數(shù)據(jù)之一。

  更關鍵的是,這些礦物顯示出一種“高初始鉛”(HIP)的特征,也就是巖石形成之初就具有了非常高的放射成因鉛,表明它來源于一個更古老、鈾含量極高的巖漿源區(qū),經(jīng)歷較長時間演化才能積累如此多的放射成因鉛。通過計算機模擬,研究團隊推斷:月球“巖漿海洋”可能在45億年前就已形成,并在較短的時間內(nèi)冷卻,即使考慮極端條件,其持續(xù)時間不會超過1億年。

  該發(fā)現(xiàn)對國際學術界的主流觀點提出了挑戰(zhàn)。過去科學家普遍認為,月球在約43.5億年前才完全凝固。但這項新研究提出,43.5億年可能并非“巖漿海洋”的終結時間,而是月球后來經(jīng)歷的其他重大熱事件(如大規(guī)模隕石撞擊或月幔熔融)的記錄。

  李秋立表示:“這一發(fā)現(xiàn)將促使我們重新思考月球早期演化模型,也將修正年輕月海玄武巖中的鉛演化模型。”

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