我们对月亮的认识又刷新了！在中秋节赏月之前，这篇文章一定要看。

02-10 11:14

赏月是每个中秋节必不可少的一部分。月亮不仅在中国传统文化中有美丽的形象，如团圆、乡愁、美丽和纯真，而且在研究人员眼中也很有吸引力。作为地球的天然卫星，我们渴望解决人类空间探测的第一站，以及它的诞生和地质进化。

想知道距离三四十万公里的月球不容易。过去，人类对月球的理解和理解大多来自中国其他有丰富月球探索经验和月球样本的国家。

直到 2007 2008年，嫦娥一号发射，中国科学家研究月球的机会和能够获得的资源最终大幅增加。特别是 2020 年嫦娥五号采集月球样品，顺利返回地球至今，世界各地的科学家，尤其是中国科学家，已经用这些“新鲜”的月球样品完成了大量的科学研究任务，并取得了许多重要的研究成果。。

根据 2024 年 9 月 6 日本在《科学》上发表了一项研究，中国科学家从 3 从嫦娥五号月球样本中挑选出来 3000 通过手动选择、微量元素分析和同位素分析等方式，选择多个细小的玻璃球。 3 一个火山活动喷发产生的玻璃球。最后，通过对这些玻璃球同位素测年度的分析，发现它们的年龄大约是 1.2 一亿年，换句话说月球在 1.2 十亿年前火山活动依然存在。。

一些关注科学新闻的读者可能已经注意到了，中国科学家正在 2 几年前也有类似的研究成果，但当时的结果是，月球至少在 20 十亿年前火山活动依然存在。这次发现大大延长了月球火山活动的历史。

研究月球火山运动

让我们了解一下月球的诞生过程

那为什么科学家们对月球火山活动的研究如此重视呢？

第一，这样有助于我们认识地认识。 - 月球系统的起源，也明确了月球的地质进化历史。如今，“大碰撞理论”是最被广泛接受的地月发源理论，它认为在太阳系非常早期(45.27 1亿年前上下)，原始地球与当前火星大小相同的原始行星忒伊亚（Theia）撞击，撞击产生的巨大能量导致忒伊亚被汽化、熔化，遗骸被地球吞噬。碰撞后，残留的部分物质被带入围绕地球的轨道，经吸积后，最终形成原始月球。

原始地球与忒伊亚的碰撞想象图

原始月球被认为是一个几乎完全熔化的岩浆球，因为它在大碰撞中产生了巨大的能量。在随后的冷却过程中，岩浆中耐高温矿物(橄榄石、辉石等)首先冷却沉淀，并沉淀在岩浆深处形成下月帘。

从那以后，岩浆开始析出其他不那么耐高温的矿物——钙长石，但钙长石密度很小，所以会漂浮在岩浆上层，形成钙长石层月壳。根据阿波罗任务收集的样本，科学家认为最古老的初始月壳年龄甚至大于 44 亿年，最年轻的月壳也只有一个月壳。 42.9 亿年。

然后，由于上述成分已经从岩浆中析出，剩下的岩浆逐渐聚集在铁中，形成了上个月的窗帘。最后，剩下的岩浆形成了原来的克里普层（urKREEP）。

到目前为止，月球已经发展出原来的核心。 - 幔 - 壳圈内。

但是接下来又发生了两件“特别”的事。

第一，形成原始月帘后。 1000 一万年左右，因为下个月的窗帘密度比上个月的窗帘小，月的窗帘开始旋转，富铁的上个月的窗帘物质下沉，富镁的橄榄石和低钙的下个月的窗帘物质上浮。在这个过程中，重力势能的转化再次将晶体成岩的物质熔化成玄武质岩浆。它们在上升过程中吸收了原克里普层的物质，形成了一层生月壳。。

第二，在上述过程结束之后，大约是 43 亿 ~38 一亿年来，太阳系内发生了大规模的撞击事件，这一冲击事件构成了月球表面的大型盆地和大量的冲击坑。。其中大型撞击坑，如直径约为 2400 千米 × 2100 千米的南极 - 在那个时候，艾肯盆地可能会直接撞上月壳，甚至还会撞上月帘物质。

一方面，这些碰撞可能会直接导致冲击坑周围物质的熔化；另一方面，由于月亮外壳可能会变薄，月亮窗帘的压力会急剧下降，从而触发降压熔化(原来月亮窗帘被压，现在压力消失了，月亮窗帘中储存的能量会突然释放出来，自然会导致熔化)。

所以，在各种因素下，月球在 40 亿 ~30 十亿年间，曾经发生过剧烈的岩浆活动。。这些岩浆活动形成的玄武岩溢流，造就了我们在月球正面看到的大规模黑月海。之后，月球上的岩浆活动极其罕见。

欧美国家提出的月球进化理论

真的完全正确吗？

上述理论都是基于阿波罗等一系列以前的探月任务所收集的标本。然而，这些标本收集的区域几乎都集中在月球的低纬度区域，收集时间相对较长。它们不能代表月球的具体情况。

根据近年来高精度遥感观测的研究，科学家们发现，月球上的火山活动可能会持续到 10 一亿年前上下。根据两年前对嫦娥五号月球样品的研究，样本中确实发现了 20 十十亿年前的火山活动证据，加上这次发现的证据 1.2 十亿年前的火山活动证据，这足以证明原来的月球演变模型并不完全正确。

从纯粹的科学角度来看，研究人员可以调整或有机会再次改写这个月球演变模型。在这一领域，中国的科研人员也逐渐拥有了自己的话语权。。

另外，月球上火山活动的研究也有助于我们回答一些尚未弄清楚的问题。比如月球正面和背面的景观完全不同。月球正面有一个大规模的月球大海。如前所述，这是大规模岩浆活动的产物，但在月球背面，月球大海的面积特别小。在月球发育过程中，科学家们称之为不对称，但是这种不对称是如何引起的，至今还没有定论。对于月球火山活动的研究也有利于回答这些问题。

月球背面的景观，可以发现与前面提到的月球正面景观完全不同

其次，研究月球火山活动对研究其他无水无板运动的类似行星具有重要的参考意义。在更专业的语境下，对月球岩浆活动历史的研究被称为“热演化史”。之所以叫这个名字，是因为其他小行星的形成过程和月球差不多，几乎都是一开始温度高达1000度的岩浆球。

由于与宇宙背景温度的不同，自形成以来一直在降温，因为越靠表面降温越快，岩浆降温后就会造成岩层，所以我们看到的岩石行星基本上都有外壳。 - 幔 - 核类似结构。

目前，根据月球的演变模式，科学家们认为类似的小行星在诞生后很快就会完全冷却下来，但这些新发现动摇了这些观点，我们很可能有机会在其他类似的行星上发现更年轻的火山活动。

最终，对月球火山活动的研究也可能在不远处的月球研发的未来起到非常重要的指导作用。由于火山活动是由地下岩浆活动引起的，岩浆活动活跃的地方往往是矿物和水的丰富区域，这实际上对人类未来在月球上的定居和发展具有重要意义。

岩浆实际上意味着水，这听起来很不寻常，但事实确实如此。从另一个角度来看，岩浆实际上是一种高温热溶液，充满了各种化合物。它含有大量的水——这些水可能以氢离子或氢氧根离子的形式存在于各种化合物中，可以随时通过岩浆中的化学变化形成。更多的水可以直接以超临界水的形式存在，因为岩浆位于地下深处，压力很大。当岩浆从地面上涌出时，水就会形成水蒸气。所以岩浆活跃的地方，就意味着可以不断地得到水。

此外，根据地球上的矿床研究，许多重要矿物来自岩浆热液活动。如果我们能在地外天体上找到现在正在活动的岩浆区域或曾经活动过的岩浆区域，对未来的地外采矿也有重要意义。

这个故事还在继续。

2024 年 6 月 25 第一天，嫦娥六号带着世界上第一个月球背面的样品顺利回到地球。这些样本将如何刷新我们对月球的认识？让我们一起期待。

参考文献

[ 1 ] Wang B W, Zhang Q W L, Chen Y, et al. Returned samples indicate volcanism on the Moon 120 million years ago [ J ] . Science, 2024, 385 ( 6713 ) : 1077-1080.

[ 2 ] Borg L E, Carlson R W. The evolving chronology of moon formation [ J ] . Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 2023, 51 ( 1 ) : 25-52.

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制片人|中国科普博览会

作者|地星引力

责编丨何通

审校丨徐来林林

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