嫦娥五号证实月球最“年轻”玄武岩年龄为20亿年

发布时间：2023-10-08 21:06:27 来源：网络

中青报·中青网记者张茜

地球胃热山活动何时停止？以前的岩浆活动怎么维持？月幔究竟有多“干”？那些深受瞩目的科学问题，现在迎来了突破性研究进展。

10月19日，中国科大学在南京召开新闻发布会，发布了嫦娥五号地球科研样品最新研究成果，并围绕上述问题作了解答。当日中午，由中国科大学地质与月球化学研究所（以下简称地质月球所）和中国科大学国家天文台主导，多家研究机构合作的3篇相关研究论文，在国际学术刊物《自然》正式上线。

这次研究的嫦娥五号地球样品，是一新类型的月海花岗岩，研究人员对着陆区岩浆年纪、岩浆发祥地区（以下简称源区）性质给出全新的认识——月球最“年轻”的花岗岩年纪为20亿年，这意味着，地球在20亿年前仍存在岩浆活动，比往年地球样品限定的岩浆活动停止时间延长了约8亿-9亿年；其晚期岩浆活动的源区，不含有放射性元素，而且月幔源区几乎没有水。这批研究成果，弥补了人类对地球晚期演变历史认知的空白。

嫦娥五号部份月壤样品。中国科大学科学传播局科技摄影联盟供图

地球比想像中活得更久，20亿年前仍存在岩浆活动

地球火山活动是剖析地球演变进程的重要根据。此前，来自英国、苏联的地球样本和月球上地球陨铁的研究已否认，地球的生命特点之一——岩浆活动持续到大概28至30亿年前。而且，对于地球岩浆活动停止的准确时间，科学界仍然存在争议。

这一次，我国科学家对嫦娥五号地球科研样品的研究成果对旧有认识提出了挑战，否认地球最“年轻”玄武岩年纪为20亿年。也就是说，地球直至20亿年前仍存在岩浆活动，比往年地球样品限定的岩浆活动停止时间延长了约8亿-9亿年。

据《自然》论文通信作者、中国科大学教授、地质月球所研究员李献华介绍，这次嫦娥五号花岗岩的精确年代学数据，为撞击坑统计定年曲线提供了关键锚点，将急剧增强内太阳系恒星表面的撞击坑统计定年精度。这次研究采用的超高空间码率的定年和核素剖析技术处于国际领先水平，为珍稀地外样品年代学等研究提供了新的技术方式。

中科院新闻发布会现场。中国科大学科学传播局科技摄影联盟供图

地球为什么活得更久？并非因源区富集放射性元素供水，也不是因含有水

这么，地球最晚期的岩浆活动为什么比此前猜想的时间晚呢？

李献华说，地球最晚期岩浆活动的动因仍然是未解之谜，目前科学界觉得存在两种可能的解释：岩浆源区中含有放射性元素以提供热源，或含有水以减少月幔熔点。

寻着这两种思路，我国科学家进行了进一步探究，取得了两项预料之外的结果。

其二，基于地质月球所研制的超高空间帧率核素剖析技术，这次最新研究发觉，嫦娥五号花岗岩初始熔体时并没有卷入富集钾、稀土元素、磷的“克里普物质”——这几种元素在月球物理上被称为“不相容元素”，意为不容易步入到固体中的元素。

李献华说，嫦娥五号样品富集克里普物质的特点，是因为岩浆本身经过大量矿物结晶固化后，残余部份富集而至。这一结果排除了嫦娥五号着陆区岩石初始岩浆熔体热源来自放射性生热元素的假说，阐明了地球晚期岩浆活动过程。

其一，对于岩浆源区是否含有水，科研团队借助地质月球所纳米离子探针研制的剖析技术，测定了嫦娥五号花岗岩中的水浓度和氢核素组成，获得月幔源区的水浓度仅为1-5毫克/克，也就是说月幔特别的“干”。

李献华告诉记者，这一发觉也排除了月幔初始熔体时因水浓度高而具有低熔点，造成该区域岩浆活动持续时间异常延长的推测。

至此，这次科研成果向世界宣示，地球到20亿年前还“没有完全死去”，既不是得益于源区富集放射性生热元素，也不是由于水浓度高，这么究竟是出于哪些缘由呢？

该系列成果对地球热演变历史研究提出了新的科学问题，地球冷却这么之慢的缘由并不清楚，须要全新的理论框架和演进模型，对未来的地球侦测和研究提出了新的方向。

这是首批由我国科学家主导独立完成的嫦娥五号地球科研样品研究成果，体现了我国科学家的科研水平和创新能力。

这种成果得到国际专家的高度评价，德国新法国学院地球与行星科学研究所的查尔斯·席勒中级研究员、卡内基研究所理查德·加尔森研究员等觉得研究发现：，该系列成果“提供了迄今为止地球上确定的最年青的花岗岩的证据”“改变了我们对地球的热历史和岩浆历史的认识”“对我们认识地球起源和演变具有重要的意义”。

团队平均岁数为39岁，“把任务交给我们，我都替校长捏把汗”

据了解，国家航天局探月与航天工程中心受国家航天局委托，施行地球样品的具体管理工作。2021年7月12日，嫦娥五号任务第一批地球科研样品即将领取，国外共有13家科研机构获得约17476.4mg样品。

中国科大学第一时间组织全院地球和行星科学领域的科研人员研究发现：，举办多学科交叉的优势队伍协同攻关，全面举办嫦娥五号地球科研样品综合剖析和研究，于2021年5月即将筹建重点布署项目“嫦娥五号任务地球科研样品综合研究”。

值得关注的是，这批研究成果的研究团队平均年纪仅39岁。

谈及参与这次研究的心路历程，中国科大学地质月球所青年研究员杨蔚诙谐地说：“我们这个团队好多都是80后，真的是‘破四唯’。校长把这个任务交到我们手上，我都替校长捏把汗！”

中国科大学地质月球所主任吴福元说：“月球样品十分珍稀，你们都没接触过。我们领到的样品很细，一打开，可能静电效应就早已把它耗损掉了，所以一开始年青人不敢做。我们鼓励你们拿方案，集体讨论，最后定出来怎么施行。”

为了给年青人减少思想负担，吴福元说：“如果根据方案一步步当心操作一直出现问题，那就是我们做科研工作必须交的杂费。”

研究工作时间紧任务重，科研计划细致到“以小时计”。经过科研人员日夜鏖战，第一个定年数据，只用了53小时就成功揭晓。

这样的速率是怎样拼下来？杨蔚道出了年青科研人员的心里话：“人的一生碰到这些大事的机会不多，我们确实有一种使命感。领到地球样品你们都很兴奋，每位人脸上即便有一点绝招，都非常想贡献下来。”

他说：“同时，我们也是有充分打算的，相信可以成功完成任务。”

中国青年报顾客端南京10月19日电

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