有大量地質證據表明月球上有古代火山活動，但尚不清楚火山活動持續了多久。岩漿噴泉產生火山玻璃，先前曾在月球表面樣本中發現這種玻璃。中國科學院地質與地球物理研究所的李秋麗博士及其同事分析了中國嫦娥五號任務採集的月球土壤樣本中的約 3000 顆玻璃珠。他們根據玻璃珠的質地、化學成分和硫同位素，鑑定出三顆玻璃珠源自火山。這些火山珠的鈾鉛測年顯示它們形成於大約 1.23 億年前。

火山爆發在月球上產生玻璃珠。圖片來源：T.Zhang 和 Y.Wang。

阿波羅、月球和嫦娥五號任務收集的樣本先前顯示，月球上存在廣泛的玄武岩火山活動，時間從大約 4.4 年前到 20 億年前。

目前的研究結果表明，火山活動的持續時間比之前懷疑的要長得多，至少在更小、更局部的範圍內是如此。

研究人員表示：“對阿波羅和月球任務返回地球的月球火山玄武岩樣本或作為月球隕石運送到地球的月球火山玄武岩樣本的年代測定表明，月球玄武岩火山活動至少持續到了 2.9-28 億年前。”

「然而，對嫦娥五號任務返回的月球樣本的分析表明，玄武岩火山活動至少持續到了20億年前。”

「遙感觀測表明，在哥白尼時代晚期（不到 8 億年前），月球上可能存在更年輕的火山活動。”

“然而，這些遠程觀測都沒有提供潛在火山活動的準確日期。”

“此外，擬議的哥白尼晚期玄武岩擠壓僅覆蓋有限區域，沒有可用的樣本。”

“富含氣體的岩漿噴發可以產生岩漿噴泉，從而產生亞毫米玻璃珠。”

“這些珠子可能會沉積在大面積的區域，然後通過撞擊進一步傳播到月球表面。”

“火山玻璃可能是現有樣本中的微量成分。”

在他們的研究中，李博士和合著者對從嫦娥五號收集的月球樣本中回收的3,000 顆微小玻璃珠進行了分類，檢查了珠子的化學成分、物理紋理和硫同位素，以區分潛在的火山玻璃和生產的玻璃受到隕石撞擊。

他們鑑定出三顆珠子源自火山，然後利用放射性定年法確定了這些珠子形成於 1.23 億年前。

火山珠含有高豐度的鉀、磷和稀土元素，稱為克里普元素，可以產生放射性加熱。

克里普元素造成的局部加熱可能會融化月球地函中的岩石，導致少量岩漿噴發到地表。

研究人員說：“我們在火山玻璃珠中測量了高豐度的稀土元素和釷，這可能表明最近的火山活動與岩漿地函源中發熱元素的局部富集有關。”

他們的論文出現在期刊上 科學。

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王必文 等人。 2024年。 科學 385（6713）；號碼：1077-1080； doi：10.1126/science.adk6635