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月球玄武巖是月幔部分熔融形成的巖漿經(jīng)火山噴發(fā)至月表冷卻結(jié)晶形成的巖石，為探索月幔物質(zhì)組成和演化提供了重要窗口。其中，火山活動(dòng)強(qiáng)度（巖漿噴發(fā)量）是關(guān)鍵的科學(xué)問(wèn)題，對(duì)約束月球的熱演化歷史，揭示火山物質(zhì)的來(lái)源和類型以及后續(xù)的構(gòu)造活動(dòng)和巖石圈變形有重要意義。

嫦娥五號(hào)返回的樣品為認(rèn)識(shí)月球晚期的熱演化機(jī)制提供了機(jī)遇，或可為晚期的火山噴發(fā)規(guī)模研究提供關(guān)鍵錨點(diǎn)。針對(duì)這一問(wèn)題，中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所、國(guó)家空間科學(xué)中心、中山大學(xué)、南京大學(xué)等，對(duì)嫦娥五號(hào)玄武巖開(kāi)展了火山噴發(fā)規(guī)模研究， 揭示月球晚期火山噴發(fā)呈間歇性增強(qiáng)現(xiàn)象。這一研究成果日前在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然-通訊》發(fā)表。

△月球玄武巖噴發(fā)速率及其隨時(shí)間變化趨勢(shì)

該研究的實(shí)施的原因在于：研究表明嫦娥五號(hào)玄武巖具有相同的年齡，說(shuō)明是同一期火山噴發(fā)的產(chǎn)物（以億年為時(shí)間尺度），外來(lái)物質(zhì)比例低；這些不同結(jié)構(gòu)的玄武巖具有相似的同位素組成，說(shuō)明來(lái)自相同月幔源區(qū)。該團(tuán)隊(duì)利用擴(kuò)散年代學(xué)技術(shù)獲取了玄武巖中21顆橄欖石的冷卻時(shí)間；進(jìn)而，利用一維熱量傳輸模型估算了每個(gè)玄武巖顆粒所限定的熔巖流的最小厚度。研究得到大部分玄武巖顆粒所限定的熔巖流最小厚度為10-30米。嫦娥五號(hào)著陸地質(zhì)單元地勢(shì)平坦，據(jù)此估算了玄武巖的噴發(fā)量，表明在月球晚期（距今約20億年）仍有大規(guī)模巖漿噴發(fā)，這與通過(guò)遙感探測(cè)手段得到的結(jié)果較為一致。

在此基礎(chǔ)上，科研人員梳理前人對(duì)月球早期火山活動(dòng)的研究成果與本次成果發(fā)現(xiàn)，盡管月球火山活動(dòng)總體隨著時(shí)間的推移而逐漸變?nèi)酰渫砥趪姲l(fā)規(guī)模仍呈現(xiàn)間歇性凸起的現(xiàn)象，這對(duì)約束月球的熱演化歷史提供了關(guān)鍵參數(shù)。然而，造成月球晚期大規(guī)模火山噴發(fā)的原因仍需結(jié)合月球的熱化學(xué)演化模型進(jìn)一步研究。（總臺(tái)央視記者 帥俊全 褚爾嘉）