月幔挥发性元素为何丢失？嫦娥六号月壤高精度同位素分析揭秘
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《暑假作业 张婉莹》 月幔挥发性元素为何丢失？嫦娥六号月壤高精度同位素分析揭秘
中新网北京1月13日电 (记者 孙自法)月球早期的大型撞击事件是否及如何影响月球深部？月幔中等挥发性元素为何丢失？作为地球的天然卫星和距离最近的天体，月球上这些悬而未决的谜题一直备受关注。
来自中国科学院地质与地球物理研究所的最新消息称，该所田恒次研究员团队最近通过对嫦娥六号采自月球背面月壤样品的高精度钾同位素分析，首次发现月球南极-艾特肯盆地撞击事件导致月幔中等挥发性元素丢失，这为理解大型撞击对月球演化的影响，以及破解月球二分性的成因等，提供了关键信息。
本项研究成果相关示意图。中国科学院地质与地球物理研究所 供图
嫦娥六号月壤研究这项重要进展的成果论文，北京时间1月13日凌晨在国际学术期刊《美国国家科学院院刊》上线发表。
论文第一作者和通讯作者田恒次研究员表示，在本项研究中，研究团队对毫克级嫦娥六号玄武岩单颗粒进行了高精度钾同位素分析，结果显示，与来自月球正面的阿波罗样品相比，嫦娥六号玄武岩具有更高的钾-41/钾-39比值。
研究团队在实验室分析数据。中国科学院地质与地球物理研究所 供图
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为追溯这一异常信号的根源，研究团队逐一检查了宇宙射线照射、岩浆过程等多种可能因素，最终确认是撞击事件改变了月幔的钾同位素组成，造成钾的亏损与同位素升高。在撞击产生的瞬时高温高压过程中，较轻的同位素(如钾-39)往往优先逃逸，导致残余物质中同位素比值升高。
田恒次指出，挥发性元素的丢失很可能会使背面的岩石更难熔，从而减少火山活动，这为理解月球正背面不对称的地质演化历史提供了关键线索。
研究团队在实验室分析数据，进行交流。中国科学院地质与地球物理研究所 供图
据研究团队介绍，小行星撞击是月球自形成以来最主要的外动力地质过程，其塑造出遍布月表的撞击坑与盆地，并显著改变了月表的地形地貌以及化学成分。然而，月球早期的大型撞击事件是否及如何影响月球深部，此前并不清楚。嫦娥六号任务采集到月球最大撞击盆地南极-艾特肯盆地的样品，为研究大型撞击及其效应提供了关键样品。
同时，高精度同位素分析能够通过测量同位素比值的微小变化，精准捕捉月球早期撞击事件留下的信息。其中，中等挥发性元素(如钾、锌、镓等)的同位素体系具有特殊的研究价值，这些元素在撞击产生的高温条件下易发生挥发与分馏，其同位素组成能够反映撞击过程中的温度、压力及物质来源信息，被誉为是揭示撞击规模、壳-幔物质改造的关键“同位素指纹”。(完)
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