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對嫦娥六號任務(wù)帶回的月球玄武巖開展的新分析,為了解月球上最大的撞擊構(gòu)造之一提供了新認(rèn)識。通過研究南極艾特肯盆地巖石中保存的鉀同位素,研究人員發(fā)現(xiàn)了大規(guī)模遠(yuǎn)古撞擊事件導(dǎo)致廣泛揮發(fā)分丟失的證據(jù),并表明該事件可能重塑了月球內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
嫦娥六號月球樣品中異常的鉀同位素特征,指示了南極艾特肯盆地形成時所經(jīng)歷的極端沖擊條件。
自月球形成以來,小行星撞擊一直是塑造其表面的主要外部力量。這些碰撞形成了大量環(huán)形山和巨型盆地,顯著改變了月球的地貌與化學(xué)成分。盡管如此,科學(xué)家對大型撞擊事件影響月球內(nèi)部的深度仍存在不確定性。
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為開展研究,中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所田恒次研究員領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊分析了中國嫦娥六號任務(wù)帶回的月球玄武巖樣品。這些樣品采自太陽系內(nèi)規(guī)模最大的撞擊構(gòu)造之一——南極艾特肯盆地。研究人員發(fā)現(xiàn),這些巖石中的鉀(K)同位素組成明顯偏重,與此前通過阿波羅任務(wù)及月球隕石所獲得的所有月球玄武巖樣品相比均存在顯著差異。
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鉀同位素作為撞擊過程的示蹤劑
科學(xué)家們重點關(guān)注鉀元素,因為鉀屬于中等揮發(fā)性元素,在大型撞擊事件產(chǎn)生的極高溫度下容易發(fā)生氣化。當(dāng)氣化發(fā)生時,可能發(fā)生同位素分餾效應(yīng),從而改變不同鉀同位素之間的相對豐度。
由于這種特性,鉀同位素能夠保存撞擊發(fā)生時環(huán)境條件的線索。其同位素組成可反映撞擊過程中的溫度、壓力以及參與碰撞的物質(zhì)成分。這一記錄還有助于科學(xué)家重建撞擊事件的規(guī)模、熱演化歷史,以及該事件對月球殼層與地