月球成壤过程的微观机理

报告简介:

月壤是持续撞击作用的产物,太阳风和其他高能粒子同步改造月壤颗粒的局部物理化学特征。成壤过程的机理是解译月球遥感观测和月壤分析的重要先验知识。月壤的固有特征包括多源原岩和复杂的物理化学改造,解析成壤过程需要逐步分离变量,识别具体成壤作用的单独-联合贡献。

阿波罗号和月球号探测返回的月壤大多发育于年龄大于 36 亿年的地质单元上,具有复杂的物源和演化历史。因此,以往的成壤机理研究常面临着物源复杂带来的多解性。嫦娥 5 号从年轻的月海玄武岩平原上返回了表取和钻取的月壤样品。研究发现嫦娥 5 号月壤的成分相对均一,原岩主要是本地月海物质,来自其他月球地质单元和月外的物质较少,因此是研究月壤形成过程的理想载体。

撞击玻璃是月壤中的常见物质,是研究月球物质组成和月壤形成过程的重要载体。本研究对嫦娥 5 号表取月壤样品中的玻璃颗粒开展微区成分和结构观测。通过精细的表面微观形态、内部三维结构和主、微量地球化学耦合研究,发现这些玻璃颗粒大多是撞击熔融的玻璃微珠,原岩主要是本地的月海物质。撞击玻璃表面发育丰富的凸起和凹陷构造。高分辨率形态和元素分布对比研究发现,这些显微构造大多是不同相态的本地物质与撞击玻璃低速碰撞的产物。研究发现:月球成壤过程的内部改造主要以本地月壤物质间的低速碰撞发生,受远溅射物和月外物质的直接影响很小;成壤过程导致的成分混合发生在可预测的范围内。

该发现对即将开展的嫦娥 6 号样品研究具有重要的意义。Li et al. (2024)对嫦娥六号表取月壤开展组分编录,发现其中具有更多的外来物质,物源更丰富。外来物质中相当部分为长石(Li et al.,2024),而长石在小尺寸的月壤颗粒中的占比更大,且更易在月壤翻耕过程中发生融融。这意味着:如果嫦娥 5 号观测的成壤模式在嫦娥 6 号月壤中成立,嫦娥六号月壤玻璃颗粒表面应该普遍存在着富Al,Ca 的粘附熔体,且嫦娥 6 号月壤撞击玻璃的成分跨度更大。

报告人简介:

肖智勇
教授,中山大学,从事行星地质教学和科研,专注于天体撞击过程和内太阳系撞击历史研究。已发表第一和通讯作者 SCI 论文 60 余篇,其中包括 6 篇Nature Geoscience, Nature Communications, Nature Astronomy 等子刊论文和其他 10 篇 NI 指数论文,SCI他引 2800 余次。担任 JGR-Planets、Journal of Earth Sciences 等多个国内外刊物的副编辑和编委;获候德封青年科学家奖、AOGS 杰出青年科学家和 NASA MESSENGER 团队贡献奖,入选第二届中国科协青年人才托举工程、国家重大人才工程计划。