我科學(xué)家借隕石揭秘月球“嬰兒期”

月球，地球最親密的鄰居，它的“嬰兒期”是什么樣的？為破解這個(gè)謎題，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）科學(xué)研究院王水炯教授團(tuán)隊(duì)和中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所李秋立研究員團(tuán)隊(duì)合作，對(duì)一塊名為NWA 14729的月球隕石進(jìn)行了原位同位素定年分析，給出了新答案：月球的“巖漿海洋”可能在45億年前就已形成，并在不到1億年的時(shí)間內(nèi)迅速冷卻凝固。這一發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了過(guò)去的認(rèn)知，為理解月球的早期演化提供了關(guān)鍵線(xiàn)索。相關(guān)研究成果近日發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)進(jìn)展》上。

??據(jù)大碰撞假說(shuō)，一顆火星大小的行星“忒伊亞”猛烈撞擊了年輕的地球，巨大的沖擊將大量物質(zhì)拋向太空，最終凝聚形成了月球。這場(chǎng)撞擊釋放的能量如此巨大，以至于剛剛誕生的月球幾乎完全被熔融的巖漿覆蓋，形成了深達(dá)上千公里的“巖漿海洋”。后來(lái)慢慢冷卻，形成了今天的月殼和月幔。但這場(chǎng)“巖漿海洋”究竟何時(shí)開(kāi)始，又何時(shí)結(jié)束？

??對(duì)這塊名為NWA 14729的月球隕石的研究有了新發(fā)現(xiàn)。王水炯介紹：“這是一塊來(lái)自月球高地的鎂質(zhì)巖套隕石，含有特殊的含鋯礦物（如鋯石、斜鋯石等），它們就像‘時(shí)間膠囊’，記錄了月球早期的化學(xué)信息。”

??研究團(tuán)隊(duì)利用高精度離子探針技術(shù)（SIMS），測(cè)量了這些礦物的鉛同位素組成，最終計(jì)算出它們的年齡——約44.06億年，誤差僅有±3.2百萬(wàn)年，是目前最精確的月球早期年齡數(shù)據(jù)之一。

??更關(guān)鍵的是，這些礦物顯示出一種“高初始鉛”（HIP）的特征，也就是巖石形成之初就具有了非常高的放射成因鉛，表明它來(lái)源于一個(gè)更古老、鈾含量極高的巖漿源區(qū)，經(jīng)歷較長(zhǎng)時(shí)間演化才能積累如此多的放射成因鉛。通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬，研究團(tuán)隊(duì)推斷：月球“巖漿海洋”可能在45億年前就已形成，并在較短的時(shí)間內(nèi)冷卻，即使考慮極端條件，其持續(xù)時(shí)間不會(huì)超過(guò)1億年。

??該發(fā)現(xiàn)對(duì)國(guó)際學(xué)術(shù)界的主流觀(guān)點(diǎn)提出了挑戰(zhàn)。過(guò)去科學(xué)家普遍認(rèn)為，月球在約43.5億年前才完全凝固。但這項(xiàng)新研究提出，43.5億年可能并非“巖漿海洋”的終結(jié)時(shí)間，而是月球后來(lái)經(jīng)歷的其他重大熱事件（如大規(guī)模隕石撞擊或月幔熔融）的記錄。

??李秋立表示：“這一發(fā)現(xiàn)將促使我們重新思考月球早期演化模型，也將修正年輕月海玄武巖中的鉛演化模型。”