被带到地球的新月岩石让科学家们想知道它们是如何融化的

去年12月被带到地球的月球物质——科学家们自20世纪70年代以来首次获得的月球岩石——被发现比以前的样品年轻大约10亿年。这意味着,月球上存在液态岩浆的时间比我们已知的时间晚了10亿年,这就提出了一个问题,即月球是如何变得足够热,从而使其岩石熔化的。

月球大约有45亿年的历史,人们普遍认为它是在原始地球和一些更早的行星相撞时形成的,碰撞产生的碎片在环绕地球的轨道上聚集在一起,形成了月球。但月球最近的历史(意味着过去30亿年左右)仍然笼罩在黑暗中。

这两个最新测定日期的样本是来自“风暴之海”(Oceanus Procellarum)的玄武岩,“风暴之海”是月球近侧的一个巨大黑斑。2020年12月1日,中国嫦娥五号任务采集了这些样本,并在两周后返回地球。

研究人员预计,由于该地区早期的矿物学和光谱分析,月球样本应该是年轻的,但他们不知道究竟有多年轻。预测的岩石年龄范围在12亿年到32亿年之间;样品中的铅同位素测试后,真正的年龄是19.63亿岁,5700万年左右,这是很重要的,因为它显示了月球的部分是有足够热液体岩石表面(岩浆)最近比之前。该团队的研究结果发表在今天的《科学》杂志上。

月球玄武岩在月球表面冷却岩石流的拼凑中可见。但要确定它们的年龄,科学家需要采集样本。曼彻斯特大学(University of Manchester)月球地质学家凯瑟琳·乔伊(Katherine Joy)在给Gizmodo的电子邮件中说,“我们的结果显示,这些熔岩有20亿年的历史,比在月球上采集的任何其他年代的熔岩流都年轻10亿年。”“我们还表明,这些玄武岩并不完全符合我们以前在月球岩石中看到的玄武岩类型,这表明它们来自月球地幔的不同部分。”

“我们现在必须回答的一个大问题是:月球是如何在如此长的时间内(即月球形成后25亿年)保持足够的热量,从而使其内部融化,并在其表面产生火山喷发的?”快乐补充道。

月球上的岩浆可能有几种来源。岩石可能在月球历史早期就熔化了,当时由于其形成的条件,月球的温度比现在高得多。(地球过去也非常热。)或者热量可能来自月球上物质的放射性衰变,这在阿波罗任务的月球样本中可以看到。最近的研究小组在嫦娥五号的样本中没有看到放射性加热的证据,所以是什么在20亿年前融化了这块岩石仍然不得而知。

几个替代方案是对月球的影响(如果你没有注意到,月球上覆盖着陨石坑)和潮汐加热。就像月球对地球的引力牵引,引起潮汐一样,地球对月球的引力也是如此。但月球没有板块构造,所以所有的拉扯和挤压都通过摩擦产生热量。

“我喜欢把年龄当作锚,”科罗拉多大学博尔德分校(University of Colorado at Boulder)的行星科学家、这篇论文的合著者卡罗琳·克罗(Carolyn Crow)在视频通话中说。“现在我们有了这一个数据点——我们知道这是在这个时候发生的——现在我们需要所有的模型来解释这一个数据点,”指的是20亿年前是什么烹煮了这块岩石的不确定性。

值得庆幸的是,更多的数据正在收集中。嫦娥五号的样本是即将到来的美国宇航局领导的阿耳特弥斯任务的开胃菜,该任务将把更多的岩石样本带回地球进行研究。

由于月球是确定其他行星表面年代的基准,这些月球岩石能告诉我们的越多,我们就越能了解其他世界的年龄。嫦娥五号岩石只是人们对月球科学重新产生兴趣的开始。

作者:是柚子呀,如若转载,请注明出处:https://eozlab.com/zirankexue/tianwen/1410.html