每逢中秋，赏月齐是必不可少的圭臬。月亮不仅在中国传统文化中有着团圆、挂家、清秀、皎洁等好意思好的预料，在科研东谈主员的眼中，它相同有着宏大的诱惑力。手脚地球的自然卫星，东谈主类空间探伤的第一站文爱 胸 小熊饼干，咱们渴慕解开它的出身、它的地质演化进程等谜题。

思了解远在三四十万千米以外的月球，实非易事。曩昔，东谈主类对月球的意志和了解，多来自于其它探月训戒丰富、领有月球样品的国度。

直到 2007 年，嫦娥一号辐照，中国科学家究诘月球的契机和能得到的资源终于大幅进步。至极是 2020 年嫦娥五号聚积月球样品并成功复返地球以来，群众科学家至极是中国科学家曾经运用这些“簇新”的月球样品完成了大齐科研任务，并取得了诸多病笃的究诘后果。

根据 2024 年 9 月 6 日发表在《科学》上的一项究诘，中国的科学家们从 3 克的嫦娥五号月球样本中挑选出了 3000 多颗细小的玻璃球，又通过手动挑选、微量元素分析和同位素分析等口头挑选出 3 颗火山行径喷发产生的玻璃球。终末，根据对这些玻璃球的同位素测年分析，发现它们的年事约为 1.2 亿年，也等于说月球在 1.2 亿年前仍然存在火山行径。

有些脸色科学新闻的读者可能曾经精致到了，中国科学家在 2 年前也有过雷同的究诘后果，只不外那时的为止以为月球至少在 20 亿年前仍然存在火山行径。此次的发现又将月球的火山行径历史大大拉长了。

显微镜下的 3 颗火山玻璃珠（图片开首：参考文件1）

究诘月球火山明白

让咱们了解了月球出身进程

那么，科学家们为什么这样怜爱对月球火山行径的究诘呢？

最初，这有助于咱们意志地-月系统的发源，而且厘清月球的地质演化史。当前最被正常领受的地月发源表面是“大碰撞表面”，这一表面以为在太阳系特出早期（45.27 亿年前左右）的本事，原始地球与一颗和当前火星差未几大小的原行星忒伊亚（Theia）碰撞，碰撞产生的宏大能量导致忒伊亚被气化、熔融，残败则被地球吞掉。碰撞后残留的部分物资被带入环绕地球的轨谈中，经过吸积之后，最终变成了原始月球。

原始地球与忒伊亚的碰撞思象图

由于大碰撞时产生了宏大能量，原始月球被以为是一个简直所有这个词熔融的岩浆球，在随后的冷却进程中，岩浆中那些耐高温的矿物（橄榄石以及辉石等）最初冷却析出，而且千里淀在岩浆深处变成下月幔。

而后，岩浆动手析出另一些不那么耐高温的矿物——钙长石，然而钙长石密度很小，是以会漂流在岩浆表层，变成一个钙长石层的月壳，根据阿波罗任务聚积到的样本，科学家们以为最迂腐的驱动月壳年事甚而大于 44 亿年，最年青的驱动月壳也不外 42.9 亿年。

接着，由于前述身分从岩浆中先后析出，剩下的岩浆部分徐徐富集铁，并变成了上月幔。终末剩下的岩浆变成了一层原克里普层（urKREEP）。

至此，月球发展出原始的核-幔-壳圈层。

（图片开首：参考文件 2）

但接下来又发生了两件“至极”的事情。

一是在原始月幔变成后 1000 万年左右，由于下月幔密度比上月幔小，因此月幔动手翻转，富铁的上月幔物资下千里文爱 胸 小熊饼干，富镁的橄榄石和低钙辉石下月幔物资上浮。在这个进程中，重力势能的滚动再行让曾经结晶成岩的物资熔融成玄武质岩浆。它们在高涨进程中汲取了原克里普层的物资后变成了一档次生月壳。

（图片开首：参考文件 2）

（图片开首：参考文件 2）

二是在上述进程完成后，在大约 43 亿~38 亿年之间，太阳系内曾出现过大限度撞击事件，这些撞击事件变成了月球名义的大型盆地以及数目宽绰的撞击坑。其中限度较大的撞击坑，比如直径约为 2400 千米×2100 千米的南极-艾肯盆地可能在那时就平直撞穿了月壳，甚而将月幔物资也撞到了月表。

南极-艾肯盆地以偏激他撞击坑（图片开首：Wikipedia）

一方面，这些撞击可能平直导致撞击坑周围物资熔融，另一方面，由于月壳可能因此而被削薄，月幔所受到的压力骤减，因此触发了降压熔融（正本月幔被压，当今压力隐匿，月幔中因压力而储存的能量突然开释，当然就会导致熔融）。

因此，在多方面的因素下，月球在 40 亿~30 亿年之间曾发生过剧烈的岩浆行径。这些岩浆行径变成的玄武岩溢流补助了咱们在月球正面不雅察到的大面积玄色月海。而在此之后，月球上的岩浆行径就极为珍贵了。

咱们看到的月球正面的大面积玄色被称为月海，它们齐是大面积岩浆溢流变成的（图片开首：NASA）

西方国度淡薄的月球演化表面

竟然所有这个词正确吗？

以上的表面齐建设在阿波罗等一系列之前的探月任务聚积到的标本上。然而这些标本聚积的区域简直齐聚首在月球低纬度区域，而且聚积的本事曾经经曩昔比拟深刻，它们并弗成代表月球的内容情况。

根据这些年高精度遥感不雅测的究诘，科学家发现月球的火山行径可能不错延续到 10 亿年前左右。根据两年前的对嫦娥五号月球样品的究诘，照着实样本中发现了 20 亿年前的火山行径笔据，再加上此次发现的 1.2 亿年前的火山行径笔据，足以证实注解正本的月球演化模子并不所有这个词正确。

从纯科学的角度来说，科研使命者不错修正或者有契机再行改写这个月球演化模子。中国的科研使命者，在这一鸿沟也动手有了我方的发言权。

另外，月球上火山行径的究诘也有助于咱们解答一些还未搞明晰的问题。比如，月球正面和后面的景不雅所有这个词不同，在月球正面存在大面积月海，正如前文所说，这是大面积岩浆行径的居品，而在月球后面，月海面积则特出小。科学家们将其称为月球发育进程中的别离称性，但这种别离称性是若何导致的却于今未有定论。对月球火山行径的究诘也有助于解答这些问题。

月球后面的景不雅，不错发现与前文中月球正面景不雅所有这个词不同

其次，对月球火山行径的究诘，关于究诘其他无水无板块明白的雷同小行星具有很大的参考兴致。对月球岩浆行径历史的究诘在更专科的语境下叫作“热演化史”。之是以叫这个名字，是因为其他的小行星变成进程也与月球变成雷同，它们变成之初简直齐是温度高达数千度岩浆球。

由于与寰宇配景温度的各别，它们自变成后就一直在降温，由于越靠外层降温越快，岩浆降温后就会变成岩石，是以咱们见到的岩质行星基本上齐有壳-幔-核的相似结构。

当前根据月球的演化模子，科学家们以为雷同的小行星在出身以后很快就会所有这个词冷却下来，然而这些新发现则动摇了这些主意，咱们很有可能在其他雷同小行星上也有契机发现比拟年青的火山行径。

各大行星的卫星（图片开首：Wikipedia）

终末，对月球火山行径的究诘，在并不远方的斥地月球的将来也可能具有特出病笃的诱导兴致。因为火山行径是由地下岩浆行径引起的，而岩浆行径活跃的处所不时又是矿物和水的富集区，因此这其实关于将来东谈主类在月球上的假寓和斥地也具有病笃兴致。

岩浆其实就意味着水，这听起来很反知识，但事实照实如斯。换个角度来讲，岩浆其实等于充满了多样化合物的高温燥热溶液，它包含了大齐的水——这些水有些可能是以氢离子或氢氧根离子的体式存在于种种化合物中的，通过岩浆中的化学响应不错随时变成，更多的水则因为岩浆处于地下深处，压力很大，平直不错以超临界水的体式存在。一朝岩浆涌出地表，水就会变成水蒸气随之喷出。因此岩浆活跃的处所，就意味着动力远流长地得到水。

此外，根据地球上的矿床学究诘，好多病笃矿产齐源自岩浆热液的行径，而如果能在地外天体上发现当前正在行径或是曾经行径过的岩浆区域，那么关于将来的地外采矿也具有病笃兴致。

故事仍在络续。

2024 年 6 月 25 日，嫦娥六号带着天下首份月球后面样品成功复返地球。这些样品，又将若何刷新咱们对月球的意志呢？让咱们共同时待。

参考文件

[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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监制丨中国科普博览

作家丨地星引力

责编丨何通

审校丨徐来 林林

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