嫦娥六号玄武岩揭示月球背面月幔更“干” | 科技前线

近日，我国科学家利用嫦娥六号采回的月球背面样品，首次获得月球背面月幔的水含量：小于2微克/克。该结果为认识月幔水的时空演化提供了新认知。

▲嫦娥六号玄武岩样品揭示月球背面月幔更“干”。李林曦、何会存、芶盛等绘制

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月幔水含量存在争议

月幔水含量在揭示月球起源、岩浆活动、资源环境效应等方面具有重要意义。

目前普遍认为，约45亿年前，一颗火星大小的天体（Theia）撞击原始地球，抛射出的物质经过重新吸积形成了月球，即月球的起点。这就是月球的大碰撞起源假说。在这个极其高温的撞击事件中，水可能发生大量丢失，导致月球极度贫水。

近20年来，月幔水含量的研究一直存在富水和贫水的争议，且所有发表的数据都集中在月球正面。

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嫦娥六号首次获得

月背水含量

我国嫦娥六号任务从月球南极艾特肯（SPA）盆地内的阿波罗撞击坑采回了人类第一份月背样品。

已报道的嫦娥六号玄武岩主期次喷发年龄为28亿年，这些玄武岩为认识月幔水的时空演化提供了重要机遇。

中国科学院地质与地球物理研究所等对嫦娥六号玄武岩岩屑样品开展了源区水含量研究。

▲嫦娥六号玄武岩中被橄榄石包裹的熔体包裹体。嫦娥六号玄武岩中的橄榄石极其稀少，在两颗含橄榄石的玄武岩岩屑中（a和c），发现了数颗十微米大的熔体包裹体（b和d），Ol=橄榄石，Pl=斜长石，Px=辉石，Ilm=钛铁矿

结果显示，嫦娥六号玄武岩的月幔源区水含量仅为1微克/克—1.5微克/克，是已报道数据中的最低值。

现有月球样品的水含量研究表明，月球正面玄武岩月幔源区的水含量均值为7.5微克/克，火山玻璃珠的月幔源区水含量为70.3微克/克，明显高于嫦娥六号玄武岩月幔源区的水含量。

这指示嫦娥六号玄武岩的月幔源区比月球正面月幔更“干”，其原因可能是SPA撞击事件改造了月幔源区的水。

该研究结果为月球大碰撞起源假说以及月球的后续演化提供了新认知。基于这些新发现，科研团队提出了月幔水含量具有二分性的假说。

相关成果发表于国际学术期刊《自然》杂志。审稿人指出，“这是一项具有高度原创性的研究，研究团队对人类首批月球背面玄武岩进行了月幔水含量的基础工作”“这篇论文首次报告了月球背面月幔的水含量，它将成为月球背面月幔水含量的里程碑式的一项研究”。

来源：中国科学院地质与地球物理研究所

责任编辑：王颖