科学家解决了月球地质学的重大难题

布里斯托大学的新研究揭示了月球上富钛玄武岩岩浆的起源。

自 20 世纪 60 年代和 1970 年代 NASA 的阿波罗任务成功从月球地壳带回凝固的古代熔岩样本以来，人们就知道月球表面部分地区的钛 (Ti) 元素浓度高得惊人。

最近通过轨道卫星绘制的地图显示，这些被称为高钛玄武岩的岩浆在月球上广泛分布。

在对熔岩进行的一系列高温实验室实验以及对月球样本进行复杂的同位素分析中，布里斯托大学教授蒂姆·埃利奥特(Tim Elliott)和他的同事发现了控制这些独特岩浆成分的关键反应。

这种反应发生在大约 35 亿年前的月球内部深处，涉及岩浆中的铁元素与周围岩石中的镁元素的交换，从而改变了熔体的化学和物理性质。

埃利奥特教授说：“火山月球岩的起源是一个引人入胜的故事，涉及原始岩浆海洋冷却产生的不稳定的行星级晶体堆的‘雪崩’。”

“限制这段史诗历史的核心是月球特有的岩浆类型的存在，但解释这种岩浆如何到达地表并通过太空任务进行采样一直是一个棘手的问题。解决这个困境真是太好了。”

“到目前为止，模型还无法重建与高钛玄武岩基本化学和物理特征相匹配的岩浆成分，”明斯特大学矿物学研究所研究员 Martijn Klaver 博士说。

“事实证明，解释它们的低密度特别困难，这使得它们能够在大约三十亿年前喷发。”

研究人员说：“我们在实验室中通过高温实验成功模拟了高钛玄武岩的过程。”

“对高钛玄武岩的测量还揭示了独特的同位素组成，为实验重现的反应提供了指纹。”

“这两个结果都清楚地证明了熔体-固体反应对于理解这些独特岩浆的形成是不可或缺的。”

研究结果发表在今天的《自然地球科学》杂志上。