嫦娥五號樣本歸來,竟揭露月球活火山之謎

最近火山活動的證據來自三顆微小的玻璃珠——在嫦娥五號的樣本中,僅佔 3000 顆中的三顆。由中國科學院地質與地球物理研究所的王鉍文和張倩領導的一個團隊在北京仔細地在嫦娥五號帶回的 0.6 盎司(1.7 克)月球土壤中尋找這些大海撈針般的珠子。這些玻璃珠大小僅爲 20 至 400 微米,可以由小行星撞擊的劇烈力量形成,使岩石熔化和加壓從而變成玻璃。事實上,這些由撞擊產生的珠子構成了樣本中絕大多數的珠子——考慮到月球上以隕石坑形式存在的明顯撞擊數量,這並不令人驚訝。但還有另一種形成這些珠子的方式。

“岩漿噴泉會產生火山玻璃,這在以前月球表面的樣本中就已經被發現,”王和張的團隊在他們的研究論文中寫道。當然,火山起源的玻璃珠以前在月球上也被發現過,但總是來自數十億年前的那些岩漿噴發。然而,嫦娥五號在靠近一個叫做風暴洋中呂姆克山的火山穹丘豐富的區域附近的着陸點,成功找到了三顆確實非常特殊的玻璃珠,並於 2020 年 12 月 16 日將它們帶回地球。

雖然 IMPs 高度暗示了近期的火山活動,但玻璃珠提供了無可爭議的證據。然而,我們關於月球熱演化的模型表明,在 45 億年前形成後,其內部應該早就冷卻了。簡單地說,月球內部不應該溫暖到足以產生火山活動。所以現在的問題變成了,是什麼導致了它?

“我們在這些火山玻璃珠中測量到了高丰度的稀土元素和釷,這可能表明這種近期的火山活動與岩漿地幔源中發熱元素的局部富集有關,”王和張的團隊寫道。

這些元素,如鉀、磷、釔和鑭,可以通過放射性衰變產生熱量,這可能足以在局部範圍內熔化月球地幔中的岩石,從而可能引發適度的噴發。