近日，我國科學(xué)家利用嫦娥六號采回的月球背面樣品，首次獲得月球背面月幔的水含量：小于2微克/克。該結(jié)果為認(rèn)識月幔水的時空演化提供了新認(rèn)知。

▲嫦娥六號玄武巖樣品揭示月球背面月幔更“干”。李林曦、何會存、芶盛等繪制

01

月幔水含量存在爭議

月幔水含量在揭示月球起源、巖漿活動、資源環(huán)境效應(yīng)等方面具有重要意義。

目前普遍認(rèn)為，約45億年前，一顆火星大小的天體（Theia）撞擊原始地球，拋射出的物質(zhì)經(jīng)過重新吸積形成了月球，即月球的起點(diǎn)。這就是月球的大碰撞起源假說。在這個極其高溫的撞擊事件中，水可能發(fā)生大量丟失，導(dǎo)致月球極度貧水。

近20年來，月幔水含量的研究一直存在富水和貧水的爭議，且所有發(fā)表的數(shù)據(jù)都集中在月球正面。

02

嫦娥六號首次獲得

月背水含量

我國嫦娥六號任務(wù)從月球南極艾特肯（SPA）盆地內(nèi)的阿波羅撞擊坑采回了人類第一份月背樣品。

已報(bào)道的嫦娥六號玄武巖主期次噴發(fā)年齡為28億年，這些玄武巖為認(rèn)識月幔水的時空演化提供了重要機(jī)遇。

中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所等對嫦娥六號玄武巖巖屑樣品開展了源區(qū)水含量研究。

▲嫦娥六號玄武巖中被橄欖石包裹的熔體包裹體。嫦娥六號玄武巖中的橄欖石極其稀少，在兩顆含橄欖石的玄武巖巖屑中（a和c），發(fā)現(xiàn)了數(shù)顆十微米大的熔體包裹體（b和d），Ol=橄欖石，Pl=斜長石，Px=輝石，Ilm=鈦鐵礦

結(jié)果顯示，嫦娥六號玄武巖的月幔源區(qū)水含量僅為1微克/克—1.5微克/克，是已報(bào)道數(shù)據(jù)中的最低值。

現(xiàn)有月球樣品的水含量研究表明，月球正面玄武巖月幔源區(qū)的水含量均值為7.5微克/克，火山玻璃珠的月幔源區(qū)水含量為70.3微克/克，明顯高于嫦娥六號玄武巖月幔源區(qū)的水含量。

這指示嫦娥六號玄武巖的月幔源區(qū)比月球正面月幔更“干”，其原因可能是SPA撞擊事件改造了月幔源區(qū)的水。

該研究結(jié)果為月球大碰撞起源假說以及月球的后續(xù)演化提供了新認(rèn)知。基于這些新發(fā)現(xiàn)，科研團(tuán)隊(duì)提出了月幔水含量具有二分性的假說。

相關(guān)成果發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志。審稿人指出，“這是一項(xiàng)具有高度原創(chuàng)性的研究，研究團(tuán)隊(duì)對人類首批月球背面玄武巖進(jìn)行了月幔水含量的基礎(chǔ)工作”“這篇論文首次報(bào)告了月球背面月幔的水含量，它將成為月球背面月幔水含量的里程碑式的一項(xiàng)研究”。

來源：中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所

責(zé)任編輯：王穎