大型撞擊造成月幔“蒸發(fā)”？嫦娥六號樣品又有新發(fā)現(xiàn)
月球正面與背面的演化差異，是長期懸而未決的科學(xué)謎題。
我國科研人員通過對嫦娥六號月球背面樣品的高精度鉀同位素分析，首次揭示南極-艾特肯盆地撞擊事件導(dǎo)致了月幔中的中等揮發(fā)性元素丟失，為理解大型撞擊對月球演化的影響及揭示月球“二分性”成因提供了重要依據(jù)。
“高精度同位素分析就像‘地質(zhì)偵探’，能通過捕捉同位素比值的微小變化，還原撞擊事件留下的痕跡。”中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究員田恒次介紹，鉀、鋅、鎵這類中等揮發(fā)性元素，在撞擊產(chǎn)生的高溫環(huán)境下容易揮發(fā)、分餾，其同位素組成就像“身份指紋”，能靈敏記錄撞擊時的溫度、能量及物質(zhì)來源信息。
自月球形成以來，小行星撞擊塑造了遍布月表的撞擊坑與盆地，并顯著改變了月表的形貌與化學(xué)組成。然而，月球早期的大型撞擊事件是否及如何影響月球深部，仍有待探究。2024年，嫦娥六號任務(wù)成功從月球最大撞擊盆地南極-艾特肯盆地采回樣品，為解開這一疑問提供了關(guān)鍵物證。
南極-艾特肯盆地撞擊事件示意圖。（中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所供圖）
田恒次研究團(tuán)隊對毫克級嫦娥六號玄武巖單顆粒進(jìn)行了高精度鉀同位素分析，結(jié)果顯示，嫦娥六號玄武巖的鉀同位素比值與來自月球正面的樣品不同，證實了撞擊事件對月幔的改變。
在撞擊產(chǎn)生的瞬時高溫高壓過程中，較輕的同位素往往優(yōu)先逃逸，而這類揮發(fā)性元素的丟失很可能會抑制月球背面深部巖漿的形成和火山活動，為理解月球正背面不對稱的地質(zhì)演化提供了新線索。
相關(guān)成果已于北京時間1月13日凌晨發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《美國國家科學(xué)院院刊》。（記者 劉禎）
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