2021年7月12日，嫦娥五號任務(wù)第一批月球科研樣品正式發(fā)放給國內(nèi)13家科研機構(gòu)，中國科學(xué)院取得了其中5克樣品,。3個月過去了，這5克月壤能告訴我們什么,？

中國科學(xué)院10月19日發(fā)布嫦娥五號月球科研樣品最新研究成果,，多項突破性進(jìn)展給出了對月球演化的全新認(rèn)識。該系列研究由中科院地質(zhì)與地球物理研究所（以下簡稱地質(zhì)地球所）和國家天文臺主導(dǎo),，聯(lián)合多家研究機構(gòu)共同開展,，相關(guān)成果形成4篇論文，在《國家科學(xué)評論》發(fā)表1篇,，在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表3篇,。

月球何時喪失了“火力”

人們經(jīng)常用“火力壯”來形容一個人具有生命活力。如果星球也有生命,，那么巖漿活動,，就是星球是否還有“火力”的表現(xiàn)。論文的通訊作者,、地質(zhì)地球所研究員李獻(xiàn)華院士說：“地球如此有活力的原因之一,，就是內(nèi)部還有巖漿活動。但是月球已經(jīng)喪失了生命力,。那么,，月球的巖漿活動是什么時候停止的呢？”

要研究已經(jīng)噴發(fā)過的火山,，是看巖漿活動的產(chǎn)物——玄武巖,。對美國、蘇聯(lián)的月球樣本和地球上月球隕石的研究已證實,，月球的巖漿活動至少持續(xù)到大約28~30億年前,，古老的巖漿噴發(fā)活動留下的黑色玄武巖形成了所見的“月海”,。但是,，對于這個問題，科學(xué)界一直存在爭議,。

嫦娥五號的著陸區(qū)是精心選擇過的,，“科學(xué)家曾以一種統(tǒng)計區(qū)域撞擊坑的大小和數(shù)量的方法，推斷嫦娥五號著陸區(qū)是月球最年輕玄武巖單元之一,，這一區(qū)域的年齡為10~30億年,?！崩瞰I(xiàn)華介紹，在研究中,，科研人員利用超高空間分辨率鈾-鉛（U-Pb）定年技術(shù),，對嫦娥五號月球樣品玄武巖巖屑中50余顆富鈾礦物（斜鋯石、鈣鈦鋯石,、靜海石）進(jìn)行分析,，確定玄武巖形成年齡為20.30±0.04億年，證實月球最“年輕”玄武巖年齡為20億年——也就是說,，月球直到20億年前仍存在巖漿活動,，比以往月球樣品限定的巖漿活動停止時間延長了約8億年。

月球晚期巖漿活動的成因是什么

對月球玄武巖進(jìn)行精確定年后,，接下來的問題就是,，月球最晚期巖漿活動的成因究竟是什么？

文章主要作者之一,、地質(zhì)地球所研究員楊蔚介紹,，目前科學(xué)界存在兩種可能的解釋：巖漿中富含放射性元素以提供熱源，或富含水以降低熔點,?！昂唵蔚卣f，要么有熱源,，要么是因為熔點低,，更容易形成巖漿。放射性元素提供熱源是目前學(xué)術(shù)界的主流假說,?！?/p>

但在此次的研究中，科學(xué)家取得了意料之外的結(jié)果,。這里就要提到一種物質(zhì)：克里普物質(zhì),。

簡單地說，克里普物質(zhì)是指富集鉀,、稀土元素,、磷等的物質(zhì)，它們在地球化學(xué)上被稱為“不相容元素”,，意為不容易進(jìn)入到固體中的元素,。是否富含克里普物質(zhì)，從某種程度上可以反映火山活動的熱源從何而來,。

研究發(fā)現(xiàn)，嫦娥五號玄武巖樣品具有富集克里普物質(zhì)的特征,?！拔覀兊难芯拷沂具@是由于巖漿經(jīng)過大量礦物結(jié)晶分異后,，殘余部分富集而來。這一結(jié)果排除了嫦娥五號著陸區(qū)巖石初始巖漿熔融熱源,，來自放射性生熱元素的主流假說,，揭示了月球晚期巖漿活動過程?！崩瞰I(xiàn)華介紹,。

月球究竟有沒有“水”

月球上究竟有沒有水？在回答這個問題之前,，首先要明確一個概念：這里說的“水”和日常生活中的“水”不是一個概念,。

日常生活中說有沒有“水”，一般是指流動的液態(tài)水,，或者固態(tài)的冰,。李獻(xiàn)華解釋：“我們地質(zhì)研究中所說的‘水’往往是礦物中是不是含有水分子或羥基。一旦具備合適的條件,，比如溫度上升,、礦物分解，它們就可以變成水,?！?/p>

在此次研究中，科研團(tuán)隊利用地質(zhì)地球所納米離子探針研發(fā)的分析技術(shù),，測定嫦娥五號玄武巖中的水含量和氫同位素組成,，獲得月幔源區(qū)的水含量僅為1~5微克/克，也就是說月幔非?！案伞?。這一發(fā)現(xiàn)也排除了月幔初始熔融時因水含量高而具有低熔點的猜想。

這批由我國科學(xué)家主導(dǎo)獨立完成的嫦娥五號月球科研樣品研究成果,，得到國際專家的高度評價,，美國新墨西哥大學(xué)月球與行星科學(xué)研究所高級研究員查爾斯·席勒、卡內(nèi)基研究所研究員理查德·加爾森等認(rèn)為該系列成果“提供了迄今為止月球上確定的最年輕的玄武巖的證據(jù)”“改變了我們對月球的熱歷史和巖漿歷史的認(rèn)識”“對我們認(rèn)識月球起源和演化具有重要的意義”,。

研究仍在繼續(xù),，月壤將繼續(xù)把月球的奧秘告訴我們。李獻(xiàn)華說：“這些成果解決了關(guān)于月球的一些疑問,，但也對月球熱演化歷史提出了新的科學(xué)問題,。例如，月球冷卻如此之慢的原因還并不清楚,，需要全新的理論框架和演化模型,，對未來的月球探測和研究提出了新的方向，我們的工作仍需努力,?！?/p>