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月球玄武岩是月幔部分熔融形成的岩浆经火山喷发至月表冷却结晶形成的岩石，为探索月幔物质组成和演化提供了重要窗口。其中，火山活动强度（岩浆喷发量）是关键的科学问题，对约束月球的热演化历史，揭示火山物质的来源和类型以及后续的构造活动和岩石圈变形有重要意义。

嫦娥五号返回的样品为认识月球晚期的热演化机制提供了机遇，或可为晚期的火山喷发规模研究提供关键锚点。针对这一问题，中国科学院地质与地球物理研究所、国家空间科学中心、中山大学、南京大学等，对嫦娥五号玄武岩开展了火山喷发规模研究， 揭示月球晚期火山喷发呈间歇性增强现象。这一研究成果日前在国际学术期刊《自然-通讯》发表。

△月球玄武岩喷发速率及其随时间变化趋势

该研究的实施的原因在于：研究表明嫦娥五号玄武岩具有相同的年龄，说明是同一期火山喷发的产物（以亿年为时间尺度），外来物质比例低；这些不同结构的玄武岩具有相似的同位素组成，说明来自相同月幔源区。该团队利用扩散年代学技术获取了玄武岩中21颗橄榄石的冷却时间；进而，利用一维热量传输模型估算了每个玄武岩颗粒所限定的熔岩流的最小厚度。研究得到大部分玄武岩颗粒所限定的熔岩流最小厚度为10-30米。嫦娥五号着陆地质单元地势平坦，据此估算了玄武岩的喷发量，表明在月球晚期（距今约20亿年）仍有大规模岩浆喷发，这与通过遥感探测手段得到的结果较为一致。

在此基础上，科研人员梳理前人对月球早期火山活动的研究成果与本次成果发现，尽管月球火山活动总体随着时间的推移而逐渐变弱，但其晚期喷发规模仍呈现间歇性凸起的现象，这对约束月球的热演化历史提供了关键参数。然而，造成月球晚期大规模火山喷发的原因仍需结合月球的热化学演化模型进一步研究。（总台央视记者 帅俊全 褚尔嘉）


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