作者李傳福

在2024年7月27日，一項(xiàng)由中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）教授王水炯領(lǐng)導(dǎo)的課題組與國(guó)內(nèi)合作者共同完成的突破性研究，為我們理解月球早期歷史提供了新的視角。

通過(guò)對(duì)嫦娥五號(hào)任務(wù)帶回的月壤樣本進(jìn)行深入分析，科學(xué)家們?cè)谝粔K斜長(zhǎng)巖巖屑中發(fā)現(xiàn)了類(lèi)似于鎂質(zhì)巖套的初始熔體，這一發(fā)現(xiàn)為月球斜長(zhǎng)巖與鎂質(zhì)巖套母巖漿的同時(shí)形成提供了直接的巖相學(xué)證據(jù)。這項(xiàng)研究成果已發(fā)表在《通訊—地球與環(huán)境》雜志上，為我們揭示了月球早期演化過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

月球的形成可以追溯到約45億年前的一次巨大撞擊事件。根據(jù)經(jīng)典的巖漿洋模型，月球早期的外殼形成和演化經(jīng)歷了兩個(gè)主要階段。在第一階段，隨著巖漿洋的冷卻，斜長(zhǎng)石逐漸漂浮并聚集，形成了原始的月殼。隨后，在巖漿洋凝固之后，月幔發(fā)生了翻轉(zhuǎn)并再次熔融，產(chǎn)生了鎂質(zhì)巖套，這導(dǎo)致了月殼的重塑。

年代學(xué)研究顯示，斜長(zhǎng)巖和鎂質(zhì)巖套的形成時(shí)間幾乎相同，這暗示著月殼的形成和重塑可能是一個(gè)連續(xù)的演化過(guò)程，但這一過(guò)程的具體機(jī)制一直是個(gè)未解之謎。

在這項(xiàng)最新的研究中，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)嫦娥五號(hào)月壤樣本中的熔體進(jìn)行了地球化學(xué)和熱力學(xué)模擬計(jì)算。結(jié)果表明，鎂質(zhì)巖套母巖漿可能源自于含有斜長(zhǎng)石的富斜方輝石上月幔熔融，而不是傳統(tǒng)上認(rèn)為的富橄欖石下月幔的減壓熔融?；谶@一發(fā)現(xiàn)，研究人員提出了一個(gè)新的觀點(diǎn)：月球外殼的形成是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程。

在月球巖漿洋冷卻的過(guò)程中，斜長(zhǎng)質(zhì)月殼形成的同時(shí)，由于重力的不穩(wěn)定性，高密度的鈦鐵礦堆晶層造成了上月幔的小規(guī)模原位翻轉(zhuǎn)。這一翻轉(zhuǎn)使得上月幔中的斜方輝石層上升并與斜長(zhǎng)石混合，形成了鎂質(zhì)巖套的源區(qū)。隨著時(shí)間的推移，鈦鐵礦堆晶的持續(xù)下沉和聚集最終引發(fā)了大規(guī)模的月幔翻轉(zhuǎn)，導(dǎo)致富橄欖石下月幔的減壓熔融，形成了相對(duì)年輕的鎂質(zhì)巖套母巖漿。

這項(xiàng)研究不僅為我們提供了月球早期演化的新理解，還表明月球上月幔的熔融是連接月球原始月殼形成和月殼重塑的橋梁。這些發(fā)現(xiàn)對(duì)于我們理解月球的地質(zhì)歷史和月球與其他天體的比較行星學(xué)研究具有重要意義。隨著對(duì)月球樣本的進(jìn)一步研究和分析，我們有望揭開(kāi)更多關(guān)于月球形成和演化的秘密，為人類(lèi)未來(lái)的月球探索和利用提供科學(xué)依據(jù)。

通過(guò)這項(xiàng)研究，我們?cè)俅我?jiàn)證了科學(xué)探索的力量。正是這些不懈的努力和創(chuàng)新的科學(xué)方法，讓我們能夠跨越時(shí)空的限制，探索宇宙的奧秘。月球作為我們最近的天體鄰居，它的研究不僅豐富了我們對(duì)地球外世界的認(rèn)識(shí)，也為我們提供了研究太陽(yáng)系早期歷史的寶貴資料。隨著科技的進(jìn)步和探測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展，我們期待未來(lái)能夠有更多的發(fā)現(xiàn)，為我們揭開(kāi)月球神秘面紗的一角，進(jìn)一步拓展人類(lèi)對(duì)宇宙的認(rèn)知邊界。