中國嫦娥五號探測器於 2 年前挖了最新的月球風化層樣本返回地球,在一篇最新分析結果中,科學家鑑定出 7 種外來火成岩碎屑,其中 3 種表現出不尋常岩石學與特徵,很可能代表月球存在一種新型玄武岩。
2020 年 12 月 1 日,嫦娥五號(Chang’e-5)探測器著陸於月球正面風暴洋的呂姆克山(Mons Rümker)以北地區,完成各狀態檢查與設置後就展開持續約 2 天的月面採集工作,接著嫦娥五號上升器點火脫離著陸器離開月球,重新與軌道器和返回器相接並轉移樣品,之後返回器於 12 月 17 日在內蒙古四子王旗預定區著陸,宣告中國第一次地外天體採樣返回任務成功。
而這次任務也帶回 1.731 公斤的月球風化層採樣,時隔 44 年科學家終於有新的月表樣品可以研究,分析這些碎屑可以讓我們更了解月殼岩石組成多樣性、月殼地質演化等訊息。
近日,中國科學院地球化學研究所團隊從嫦娥五號 3,000 多個月壤顆粒中,鑑定出 2.0 Ga 年輕玄武岩上 7 種外來火成岩碎屑,包括:高鈦玻基斑狀岩石碎屑、低鈦玄武岩碎屑,橄欖輝石岩碎屑、鎂質斜長岩碎屑、高度演化岩石碎屑、富鎂橄欖石碎屑、火山玻璃碎屑,其中 3 種含特殊成分,表明月球存在著未被識別的地體。
研究團隊表示,「高鈦玻基斑狀岩石碎屑」可能是月球橄欖玄武岩碎屑,與過去的 Apollo 橄欖玄武岩樣本具不同礦物組成和成分特徵;此外,還發現過去 Apollo 樣品中未觀察到的鎂質斜長岩碎屑,該類岩石主要出現於斜長質高地角礫岩隕石,說明月球正面也存在鎂質斜長岩。
而此次樣本的火山玻璃碎屑,也比 Apollo 的火山玻璃樣本具更高 FeO 含量、更低 Mg# 值,代表月球存在著目前尚未知曉的火山噴發活動。
此次研究主要有 3 大重點:
1. 首次獲得月球 2.0 Ga 年輕玄武岩的外來火成岩碎屑組成;
2. 發現月殼特殊岩石碎屑,為揭示月殼組成多樣性與岩漿活動多樣性提供證據;
3. 發現月球仍存在未被認知的地質單元,可做為未來月球採樣或遙測任務的新目標。
除了外來火成岩碎屑,研究團隊近期也陸續在嫦娥五號月壤樣品中發現其他月球新礦物、月球特殊撞擊濺射物、疑似小行星殘餘碎塊等物質,分析這些物質將有助於推進我們對月球地質演化的理解。
新論文發表在《自然天文學》(Nature Astronomy)期刊。