爲何月球在20億年前有火山活動 月球20億年前有火山活動的原因

實際上，火山活動不僅出現在地球，月球也有火山活動，據悉，月球在20億年前是有火山活動痕跡的。那麼，你知道爲何月球在20億年前有火山活動嗎？到底月球20億年前有火山活動的原因是什麼？下面我們一起來看看我國專家的解答。

爲何月球在20億年前有火山活動

月球

中國科學家根據對嫦娥五號月壤的研究提出了新的月球熱演化模型，揭開了困擾學術界的一大謎團：爲何月球在距今20億年前依然有火山活動。

中國科學院地質與地球物理研究所研究員陳意介紹，月球形成於約45億年前，質量只有地球的約1%，對於如此小的天體來講，理論上它應該快速冷卻，很早就停止火山活動，成爲“死亡”星球。

嫦娥五號月壤樣品的返回，引發了新一輪的月球研究熱潮。2021年10月中國科學家在《自然》雜誌上發表了三篇文章，揭示了月球火山活動可以一直持續到20億年前，重新載入了人類對月球岩漿活動和熱演化歷史的認知。

專家介紹，月球玄武岩是月幔（相當於地球的地幔）部分熔融形成的岩漿經火山噴發至月球表面冷卻結晶形成的岩石。國際學者對持續冷卻的月幔發生部分熔融曾提出兩種假說：一是放射性元素生熱導致月幔升溫；另一假說是如果水含量高，會降低月幔熔點。

然而中國科學家對嫦娥五號玄武岩的研究揭示月幔源區並不富含放射性生熱元素，且非常“幹”，排除了以上兩種假說。因此，月球火山活動爲什麼持續如此之久，成爲新一輪月球研究中的未解之謎。

月球

針對這一問題，陳意率領科研團隊選取了27顆具有代表性的嫦娥五號玄武岩岩屑，採用了最新研發的掃描電鏡能譜定量掃描技術分析了岩屑的全巖主要成分，結合一系列岩石學和熱力學模擬計算，成功恢復了嫦娥五號玄武岩的初始岩漿成分，並與阿波羅樣品的初始岩漿進行對比，推算出它們的起源深度和溫度。

研究發現，與阿波羅樣品相比，年輕的嫦娥五號玄武岩的初始岩漿含有更多的鈣和鈦，這表明嫦娥五號玄武岩的月幔源區有更多的富鈣富鈦物質的加入。這部分物質恰恰是月球岩漿洋晚期結晶的產物，且具有易熔的特性，它的加入會顯著降低月幔的熔點，誘發月幔部分熔融形成年輕的月球玄武岩。進一步的模擬計算結果顯示，月球內部經歷十幾億年的持續冷卻，溫度僅僅降低了約80攝氏度。

陳意說，該項研究表明，儘管月球內部在持續緩慢冷卻，月球岩漿洋晚期結晶的易熔組分不斷加入到深部月幔，不僅爲月幔“補鈣補鈦”，還降低了月幔的熔點，從而克服了緩慢冷卻的月球內部環境，引發長期持續的月球火山作用。

該項成果在最新一期美國《科學進展》雜誌上發表。

月球火山分佈：

月球

月球的表面被巨大的玄武岩（火山熔岩）層所覆蓋。早期的天文學家認爲，月球表面的陰暗區是廣闊的海洋，因此，他們稱之爲“mare”，這一詞在拉丁語中的意思就是“大海”，當然這是錯誤的，這些陰暗區其實是由玄武岩構成的平原地帶。除了玄武岩構造，月球的陰暗區，還存在其他火山特徵。最突出的，例如蜿蜒的月面溝紋、黑色的沉積物、火山園頂和火山錐。不過，這些特徵都不顯著，只是月球表面火山痕跡的一小部分。

與地球火山相比，月球火山可謂老態龍鍾。大部分月球火山的年齡在30億～40億年之間；典型的陰暗區平原，年齡爲35億年；最年輕的月球火山也有1億年的歷史。而在地質年代中，地球火山屬於青年時期，一般年齡皆小於10萬年。地球上最古老的岩層只有39億年的歷史，年齡最大的海底玄武岩僅有200萬年。年輕的地球火山仍然十分活躍，而月球卻沒有任何新近的火山和地質活動跡象，因此，天文學家稱月球是“熄滅了”的星球。

地球火山多呈鏈狀分佈。例如安底斯山脈，火山鏈勾勒出一個岩石圈板塊的邊緣。夏威夷島上的山脈鏈，則顯示板塊活動的熱區。月球上沒有板塊構造的跡象。典型的月球火山多在巨大古老的撞擊坑底部。因此，大部分月球陰暗區都呈圓形外觀。撞擊盆地的邊緣往往環繞着山脈，包圍着陰暗區。