中国的登月之旅令人惊讶地揭示了最近的火山活动

中国成为第一个在月球背面着陆的国家嫦娥五号采集了自20世纪70年代以来的第一批月球样本，其中的熔岩年代为20亿年前。这是半个世纪以来从月球带回的第一批样本，也是中国首次从月球带回的样本。这些样本携带了迄今为止分析过的最新月球熔岩的证据。

　　

           

“嫦娥五号”着陆点的鱼眼图。这次任务收集了2公斤的月球岩石并运回地球。资料来源:中国国家航天局(CNSA)月球探测与空间工程中心

这是半个世纪以来从月球带回的第一批样本，也是中国首次从月球带回的样本。这些样本携带了迄今为止分析过的最新月球熔岩的证据。研究人员仅使用了去年12月“嫦娥五号”着陆器返回的2公斤岩石的微小碎片，来证实有关“海洋之神”(Oceanus Procellarum)地区的预测。

这些样本显示火山活动大约有20亿年的历史，比美国宇航局的阿波罗号宇航员或苏联在20世纪60年代和70年代的月球号无人任务发现的火山活动至少年轻10亿年。英国曼彻斯特大学的行星科学家、10月7日发表在《科学》杂志上的这项研究的合著者凯瑟琳·乔伊(Katherine Joy)说:“这是自月球以来最年轻的熔岩流。”这些发现填补了月球地质的一个重要空白，也将帮助科学家了解太阳系其他天体的历史。

中国正在进行大胆的月球岩石抓取任务

2020年12月1日，中国“嫦娥五号”着陆器在月球着陆，采集了月球表面的样本，并于两天后再次升空，实现了历史性壮举。随后，它在月球轨道上与母船进行了自动会合，母船随后飞回了地球。携带样本的返回舱于12月16日在中国内蒙古地区着陆。

此次任务的目标是月球近侧的海洋神(Oceanus Procellarum)，这是一个科学家感兴趣的区域，因为人们认为它含有年轻的凝固熔岩，表明月球上的火山活动相对较晚。

根据阿波罗和月球计划返回的样本，科学家已经有证据表明，月球上火山喷发的时间可以追溯到40多亿年前，其中大多数发生在38亿至30亿年前。但还没有任务在像Oceanus Procellarum(拉丁语“风暴之海”)这样从北向南绵延2500公里的年轻区域着陆。月球科学家急切地想要在这样的地区找到最近火山活动的证据。“我对这个着陆点的选择非常满意，”德国Münster大学的行星科学家Harald Hiesinger说。

月球岩浆

和地球上一样，月球上的火山活动被认为是在岩浆被推到表面并喷发时发生的，在月球表面留下玄武岩的“海洋”(拉丁语为“maria”)，从地球上很容易看到。在普罗西拉鲁姆，大约有2000立方千米的玄武岩岩浆喷射到月球表面，以月球的标准来看，这是一次大规模的喷发。

中国成为第一个在月球背面着陆的国家

“嫦娥五号”着陆器使用铲子和钻头在这里收集样本，目前已知其中至少有一些是玄武岩，它们的年龄是通过放射性年代测定确定的。

这些发现不仅为月球的历史，也为整个太阳系的历史提供了重要的数据点。通过了解海洋之神的确切年龄，并将其与陨石坑的数量相匹配——随着撞击的发生，陨石坑的数量会随着时间的推移而累积——科学家们可以推断出，在其他星球上，如火星，拥有相似数量陨石坑的位置年龄相仿。这个过程被称为陨石坑计数，到目前为止，几乎完全依赖于阿波罗任务收集的月球样本的年代测定，在10亿到30亿年前的时间轴上留下了一个巨大的空白。“获得更多的数据点是绝对必要的，”伦敦大学伯克贝克分校的行星科学家伊恩·克劳福德说。“这就是这篇论文所做的。”

仍未解决的问题

然而，目前尚不清楚的是，在海立方形成时，是什么导致了月球上的火山活动。此时，月球已经开始冷却，“产生的岩浆数量迅速减少，”乔伊说。一种可能性是，月球内部残留的放射性铀、钍和钾为晚期火山活动提供了必要的热量。但是嫦娥五号的样本并没有显示出这种放射性元素的丰富程度。“这真是个谜，”乔伊说。

增加到月球的交通会污染珍贵的冰吗?

另一种解释可能是地球引力的潮汐引力给了月球必要的热量。“20亿年前，月球离地球近得多，可能比现在近了一半，”澳大利亚珀斯科廷大学(Curtin University)的行星科学家、该研究的合著者亚历山大·纳姆钦(Alexander Nemchin)说。“所以这一效应可能被大大放大了。”然而，目前还不清楚为什么这将在海立方等地区产生局部加热，而不是在月球表面更广泛地产生。

在月球上可能还会发现更年轻的区域。Hiesinger对陨石坑的统计工作做出了很大贡献，他说，有些地区似乎只有几千万年或几亿年的历史，这是一个难题。他说:“这意味着直到大约5000万年前，月球的火山活动都很活跃。”这似乎“极不可能”。