未來月球探測任務的優選區域獲揭示

　　中國地質大學（武漢）研究團隊基于嫦娥三號和嫦娥五號任務提供的地面真值，對全月年輕火山活動進行了研究，重新解譯了它們的物質組成并校正了各火山單元的年齡。近日，相關成果在《自然·天文學》上發表。

　　研究團隊提出，年輕月海玄武巖對揭示月球晚期熱歷史及月幔結構具有重要指示意義，研究團隊提出的U3（最高橄欖石含量）和U17（最年輕的年齡）玄武巖單元具有極高的采樣返回價值，應作為未來月球探測任務的優選區域。

　　年輕月海玄武巖是月球近期（30億年以來）火山活動的產物，蘊含月球晚期熱演化及月球如何逐步走向死寂的奧秘。我國嫦娥三號對雨海北部的年輕玄武巖單元進行了探測，而嫦娥五號更是直接從風暴洋北部地區采集到了距今20億年左右形成的玄武巖樣品，為認識月球晚期火山活動提供了可能。

　　月球火山活動在雨海紀較為活躍，隨著月球冷卻，火山活動慢慢減弱并集中到風暴洋克里普地體范圍內，這可能與該地體富集放射性生熱元素有關。前人認為，這些年輕月海玄武巖具有中鈦、高鐵的特征。過去數十年，基于地基和軌道光譜數據，多位研究者指出年輕月海玄武巖具有橄欖石富集的光譜信號。對嫦娥三號原位探測數據和嫦娥五號樣品的研究可以檢驗前人觀點，深化對月球火山歷史的認識。

　　通過對嫦娥三號可見—近紅外成像光譜儀和嫦娥五號月球礦物光譜儀數據的分析，他們發現年輕月海玄武巖的光譜吸收特征與遙感結果一致，前人認為是橄欖石富集的特征。然而，研究團隊對嫦娥三號粒子激發X射線譜儀和嫦娥五號返回樣品的實驗室綜合分析后發現，嫦娥三號和嫦娥五號玄武巖中橄欖石的含量都不到10%。是什么原因造成了前人解譯的偏差呢？通過對嫦娥五號月壤主要組成礦物電子探針分析，研究團隊認為這是由于月壤中輝石成分特殊造成的。

　　嫦娥三號和嫦娥五號年輕月海玄武巖礦物組成與前人普遍認識的不同，促使中國地質大學（武漢）研究團隊思考月球其他年輕月海玄武巖的礦物組成。鑒于年輕月海玄武巖較為演化的性質，團隊采用鎂值可變的查找表算法，基于月球礦物繪圖儀數據得到了全月年輕月海玄武巖礦物組成。研究團隊發現年輕月海玄武巖區域礦物組成并不均一，存在部分成分特殊區域。

　　除此之外，嫦娥五號樣品首次在10億—30億年范圍內校正月球撞擊年代學曲線。因為所有年輕月海玄武巖的年齡都在10億—30億年范圍內，有必要使用新年代學曲線對其年齡進行重新厘定。據此，研究團隊使用主動機器學習方法識別了撞擊坑大小和分布并基于岳宗玉等人提出的新年代學曲線，制約了年輕月海玄武巖單元的模式年齡。

　　在上述工作的基礎上，研究團隊發現年輕月海玄武巖隨年齡減小，具有鈦含量增加的趨勢，但橄欖石含量不具有明顯演化特征。全月月海玄武巖噴發隨時間逐漸減弱，在20億年左右存在一個小峰期，形成了包括嫦娥五號玄武巖在內的，廣泛分布于風暴洋克里普地體內的年輕月海玄武巖單元，指示可能存在特殊的月幔熔融機制。

　　據悉，論文的第一作者為中國地質大學（武漢）地球科學學院博士錢煜奇、教授佘振兵、博士何琦，通訊作者為中國地質大學（武漢）地球科學學院教授肖龍、汪在聰。