为何月球在20亿年前有火山活动

| 金梅

大家有没有听到过关于月球上的火山现象?为什么月球会出现火山活动?这一谜底揭开了吗?下面是小编为大家搜集整理的关于为何月球在20亿年前有火山活动,供大家参考,快来一起看看吧!

为何月球在20亿年前有火山活动

为何月球在20亿年前有火山活动

月球只是地球的卫星,比地球小得多,所以揣度月球上应该是没有火山的,但实际上月球也曾经是一个巨大的熔岩星球,它的表面大部分都是玄武岩,这正是一种岩浆熔岩,我们所看到的月球阴暗区其实是由玄武熔岩构成的平原地带,通常称之为月海。除了玄武熔岩构造之外,月面沟纹、黑色的沉积物(类似地球上的火山灰)、火山口等都能证明月球的表面存在过火山。

不过天文学家们认为月球火山年龄大都在30-40亿年之间,已知最年轻的月球火山也有1亿年的历史,可以说都相当古老了,所以天文学家也称月球是火山"熄灭了"的星球,不过在30多亿年前,月球上的火山现象是很普遍的,月海就被认为是火山熔岩平静流动汇聚形成的,所以其实月亮上的火山活动剧烈到熔岩可以汇成大海,后来月球的内核趋向于冷却,火山活动也就越来越少了,近1亿年以来基本上都没有再发生过。

月球年轻火山成因之谜

中国科学家根据对嫦娥五号月壤的研究提出了新的月球热演化模型,揭开了困扰学术界的一大谜团:为何月球在距今20亿年前依然有火山活动。

中国科学院地质与地球物理研究所研究员陈意介绍,月球形成于约45亿年前,质量只有地球的约1%,对于如此小的天体来讲,理论上它应该快速冷却,很早就停止火山活动,成为“死亡”星球。

嫦娥五号月壤样品的返回,引发了新一轮的月球研究热潮。2021年10月中国科学家在《自然》杂志上发表了三篇文章,揭示了月球火山活动可以一直持续到20亿年前,刷新了人类对月球岩浆活动和热演化历史的认知。

专家介绍,月球玄武岩是月幔(相当于地球的地幔)部分熔融形成的岩浆经火山喷发至月球表面冷却结晶形成的岩石。国际学者对持续冷却的月幔发生部分熔融曾提出两种假说:一是放射性元素生热导致月幔升温;另一假说是如果水含量高,会降低月幔熔点。

然而中国科学家对嫦娥五号玄武岩的研究揭示月幔源区并不富含放射性生热元素,且非常“干”,排除了以上两种假说。因此,月球火山活动为什么持续如此之久,成为新一轮月球研究中的未解之谜。

针对这一问题,陈意率领科研团队选取了27颗具有代表性的嫦娥五号玄武岩岩屑,采用了最新研发的扫描电镜能谱定量扫描技术分析了岩屑的全岩主要成分,结合一系列岩石学和热力学模拟计算,成功恢复了嫦娥五号玄武岩的初始岩浆成分,并与阿波罗样品的初始岩浆进行对比,推算出它们的起源深度和温度。

研究发现,与阿波罗样品相比,年轻的嫦娥五号玄武岩的初始岩浆含有更多的钙和钛,这表明嫦娥五号玄武岩的月幔源区有更多的富钙富钛物质的加入。这部分物质恰恰是月球岩浆洋晚期结晶的产物,且具有易熔的特性,它的加入会显著降低月幔的熔点,诱发月幔部分熔融形成年轻的月球玄武岩。进一步的模拟计算结果显示,月球内部经历十几亿年的持续冷却,温度仅仅降低了约80摄氏度。

陈意说,该项研究表明,尽管月球内部在持续缓慢冷却,月球岩浆洋晚期结晶的易熔组分不断加入到深部月幔,不仅为月幔“补钙补钛”,还降低了月幔的熔点,从而克服了缓慢冷却的月球内部环境,引发长期持续的月球火山作用。

那么月球上有地震吗

其实地震还是有的。美国阿波罗11号登月飞船曾经于1969年7月在月球静海西南角放置了5个地震监测仪,此后的登月活动也都在不同的地区放置过地震监测仪,在此后的十年时间中,这些监测仪大致探测到了近1万次月球地震活动,每年的地震次数约在600到3000之间。

相比于地球上的地震而言,月球上的地震深度要深得多,月球表层30公里内的地震次数只被监测到了几十次,大多数地震都发生在月球表层以下600公里之下,有些地震甚至在1000公里之下,然而月球的半径才1700公里。

不过月球地震震级多数很小,大多不到2级,这在地球上基本可以忽略不计,但是月球地震的时间却比较长,持续时间在数分钟到一小时之间,地球上的地震时长基本都不会超过一分钟,多数都只有几秒钟。

那么月球上为什么也有地震呢?一般认为太阳和地球的起潮力是引发月震的主要原因,太阳系内的小行星和彗星等小天体撞击也可以引发月球地震,而且震级较大的地震也基本都是小天体撞击造成的,比如1972年7月17日,一颗约有一吨重的小行星撞击了月球背面,引发了一次4级月震,此外,月球上还有一些原因不明的月震,会在几天内每隔几小时反复发生,甚是古怪。

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