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中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所研究員徐義剛團(tuán)隊(duì)聯(lián)合大灣區(qū)科研團(tuán)隊(duì)及國(guó)外合作者，通過(guò)對(duì)嫦娥六號(hào)月壤樣品的高精度年代學(xué)研究，首次精確測(cè)定月球阿波羅盆地形成于41.6億年前。這為揭示月球遭受太陽(yáng)系內(nèi)“撞擊風(fēng)暴”即晚期重轟炸提供了關(guān)鍵證據(jù)。

月球表面遍布的巨型撞擊盆地，多數(shù)是約38億年前太陽(yáng)系內(nèi)小天體撞擊的遺跡。這場(chǎng)太陽(yáng)系內(nèi)的“撞擊風(fēng)暴”在距今約40億至38億年間究竟是出現(xiàn)了強(qiáng)度驟增還是逐漸減弱？科學(xué)界一直存在爭(zhēng)論。爭(zhēng)議源于月球上關(guān)鍵撞擊盆地缺乏精確年齡數(shù)據(jù)。嫦娥六號(hào)采樣點(diǎn)所在的阿波羅盆地位于月球南極-艾特肯盆地內(nèi)部，是該區(qū)域最大的次級(jí)撞擊構(gòu)造，其形成年齡可能標(biāo)志著晚期重轟擊事件的啟動(dòng)時(shí)間，從而成為破解這場(chǎng)“撞擊風(fēng)暴”謎題的關(guān)鍵。

研究團(tuán)隊(duì)在僅3.5克月壤中發(fā)現(xiàn)三顆大小150微米至350微米的特殊巖石碎屑。這些巖屑是阿波羅盆地形成時(shí)產(chǎn)生的撞擊熔融巖石，是記錄撞擊事件理想的“巖石時(shí)鐘”。團(tuán)隊(duì)準(zhǔn)確測(cè)定了巖屑的年齡，并綜合遙感圖像和地球化學(xué)數(shù)據(jù)等信息，確認(rèn)巖屑記錄的41.6億年為阿波羅盆地的形成年齡。

上述工作提出了兩個(gè)新認(rèn)知。一是更新“撞擊風(fēng)暴”開(kāi)始的時(shí)間：研究獲得的年齡將月球晚期重轟擊事件的開(kāi)始時(shí)間點(diǎn)向前推進(jìn)至少1億年；二是揭示早期動(dòng)力學(xué)演化規(guī)律：撞擊通量分析表明，月球晚期重轟炸期間的撞擊通量呈漸變衰減趨勢(shì)，并不支持40億至38億年撞擊通量激增的假說(shuō)。

阿波羅盆地年齡的精確測(cè)定為太陽(yáng)系撞擊歷史樹(shù)起了“中國(guó)定標(biāo)點(diǎn)”。嫦娥六號(hào)樣品的研究將持續(xù)推動(dòng)人類重新認(rèn)識(shí)地月系統(tǒng)的演化。

8月20日，相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然-天文學(xué)》（Nature Astronomy）上。研究工作得到中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)科學(xué)院與香港地區(qū)化學(xué)地球動(dòng)力學(xué)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室以及廣州地化所月球研究項(xiàng)目等的支持。

論文鏈接

嫦娥六號(hào)月壤中識(shí)別出的三顆KREEP巖屑

Pb-Pb等時(shí)線年齡