中國月球採樣帶回最年輕熔岩

  • 喬納森·阿莫斯(Jonathan Amos)
  • BBC科學事務記者
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圖像來源,CNSA

圖像加註文字,自蘇聯1976年發射月球24號後,沒有國家嘗試過「嫦娥五號」這樣的任務

中國「嫦娥五號」去年12月從月球帶回的岩石樣本非常年輕。

當然這些都是相對的,但分析顯示,玄武岩物質,即熔岩流凝固的殘留物只有20億年歷史。

將其與阿波羅宇航員帶回的樣本進行比較,它們都有超過30億年的歷史。

研究結果發表在《科學》雜誌上。

中國的「嫦娥五號」被送往月球一個叫做「風暴洋」(Oceanus Procellarum)的地點。這是經過精心挑選的,為了增加從以往樣本採樣中獲得的知識,最後一次採回樣本是1976年由蘇聯探測器進行的。

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圖像來源,Beijing SHRIMP Center

圖像加註文字,實驗室分析玄武岩年代有約19.63億年

北京離子探針中心的車曉超和他的同事領導了嫦娥五號樣本的年代分析,但他們與一個廣泛的國際聯盟合作。

他們得出的年代數據很有趣,因為人們或許預期如此小的天體已經冷卻並停止活動很久,它證明月球上的火山活動仍在繼續。

理論家們現在將認真思考,什麼熱源可能維持了後期的活動。

它似乎不是由集中的放射性衰變驅動的,因為嫦娥五號樣本不包含大量與這種效應相關的化學元素。

「我們在論文中討論的另一個可能是,也許月球能保持活躍的時間更長,是因為它與地球的軌道相互作用。」英國曼徹斯特大學合著者凱瑟琳·喬伊(Katherine Joy)推測。

「也許月球在軌道上來回擺動,引發我們所說的潮汐熱。所以,有點像月球在地球上引發潮汐,也許地球的引力效應可以拉伸和彎曲月球,產生摩擦性熔化,」她告訴BBC。

紅色表示嫦娥五號的採樣任務
圖像加註文字,紅色表示嫦娥五號的採樣任務地點。黃色代表阿波羅號任務曾經的採樣地點。

這項研究的一個非常重要的結果是,它有助於校凖隕石坑計數技術,這項技術用於測定行星表面年代。

科學家們認為,他們在一個表面看到的隕石坑越多,這個地形的年代就越久遠;而且,反向來說也很明顯:很少的隕石坑表明,表面最近被鋪設或重塑。

但這項技術必須基於一些源自測量樣本的絶對日期,對於月球來說,年表並沒有限定在10億到30億年前。

如今,嫦娥五號的樣本在這段時間的中間提供了一個精確的坐標點。

美國聖路易斯華盛頓大學布拉德·喬利夫(Brad Jolliff)教授是該聯盟的另一位合著者。他現在希望,中國下一個採樣返回任務,去到月球背面一個叫做南極艾特肯盆地的地區。

音頻加註文字,中國發射嫦娥五號探測器,飛往月球採樣岩石土壤

這個寬約2500公里、深8公里的大坑是在月球歷史早期由一個令人驚嘆的撞擊物造成的。

「如果『嫦娥6號』到達南極艾特肯,它將提供給我們月球上最古老的大撞擊盆地的年齡,這將在40到45億年前提供一個非常不同的校凖部分。我們不知道當時大型撞擊物有什麼變化,而來自南極艾肯盆地地區的樣本有可能回答這個問題。」

嫦娥五號發射後,接下來幾個月中國國家太空計劃讓人震驚。

月球探測器2020年12月16日帶著岩石樣本返回地球後6個月內,另一航天器成功地進入火星軌道,在其表面放置了一個火星車。而且,中國宇航員已經開始給地球建造一個新的空間站。