月球陨石热历史与宇宙射线暴露的40Ar/39Ar年代学：揭示月球早期撞击与火山活动时序

本研究通过高分辨率40Ar/39Ar定年技术，分析了Dhofar 025等7颗月球陨石，首次系统揭示了3.1-4.2 Ga月球强烈撞击事件与月海火山活动的时序关系，发现NWA 6888的晚期重置（<2.5 Ga）及Dhofar 733的古老年龄（4.23±0.04 Ga），为月球早期轰炸模型和气体捕获机制提供了关键证据。

　　

月球作为地球最近的邻居，其表面密布的撞击坑记录着太阳系早期的动荡历史。然而，阿波罗计划采集的样本多受限于着陆区局限性，难以全面反映月球演化时序。更棘手的是，月球陨石中普遍存在的"孤儿氩"（非原位衰变产生的⁴⁰Ar）和太阳风组分严重干扰传统定年结果。这些"时间胶囊"究竟能否解锁月球早期轰炸事件的关键时序？

德国海德堡大学（Heidelberg University）的M. Trieloff团队在《Geochemistry》发表的研究，通过对7颗来自沙漠的月球陨石（Dhofar 025/309/730/733/1442、NWA 6888、SaU 449）开展高精度⁴⁰Ar/³⁹Ar阶步加热分析，结合等时线法分离地外捕获氩组分，重建了月球3.1-4.2 Ga关键时期的撞击-火山活动耦合历史。

研究采用阶步加热质谱技术（温度梯度：600-1600°C）提取氩同位素，通过³⁸Ar_cos计算宇宙射线暴露年龄（CRE），利用Al箔包裹样品消除实验室污染。重点分析了细粒角砾岩基质的氩同位素组成，以揭示深部与表层陨石的气体捕获差异。

主要发现

1. 撞击重置年龄：所有样品均记录3.1-4.2 Ga的完全重置事件，与月球强烈撞击期同步。其中Dhofar 733以4.23±0.04 Ga成为最古老样本，而NWA 6888显示异常年轻的<2.5 Ga重置。

2. 近期撞击事件：Dhofar 733/1442和NWA 6888还遭受≤1 Ga的次生撞击，证明月球表面持续经历小规模改造。

3. 气体捕获机制：表层角砾岩（如Dhofar 025）的(⁴⁰Ar/³⁶Ar)_trapped比值为6-15，而深源角砾岩Dhofar 730高达81，揭示气体组成随母体埋深分异。Dhofar 1442更检测到两种捕获组分（比值14.58±0.28和5.5±0.7），暗示多期热事件叠加。

4. 宇宙射线暴露：所有样本显示10-100 Ma级表面暴露史，仅Dhofar 733具有简单的地球传输史（约0.5 Ma）。

结论与意义

该研究首次系统证实月球陨石可记录早于3.9 Ga的可靠年龄，弥补了阿波罗样本因Imbrium撞击溅射物主导造成的年代学偏差。发现的气体捕获深度效应为月球表层过程研究提供了新维度——热烧结作用导致的气体沿晶界捕获机制，解释了不同埋深陨石的氩同位素差异。更重要的是，这些随机采样的陨石支持了3.9 Ga前持续/幕式轰炸模型，或与太阳早期所处星团环境中的近距离恒星扰动有关。这项成果不仅为月球年代学建立新标尺，也为系外天体表面过程研究提供了类比范式。