阿波罗样本揭示了有关月球演化冷却的新信息

对近 50 年前阿波罗 17 号任务期间从月球上采集的岩石样本进行精密分析，揭示了有关月球复杂冷却和演化历史的新信息。夏威夷大学马诺阿分校研究人员的研究结果发表在《自然通讯》上。

阿波罗 17 号宇航员于 1972 年从月球表面收集了岩石样本 troctolite 76535，由于其原始性质，它仍然是最具科学价值的月球样本之一。此外，这种岩石类型在月球上广泛存在，可能包含了解月球形成的重要线索。

该研究的主要作者、UH Mānoa海洋与地球科学与技术学院( SOEST ) 的地球科学研究生威廉·纳尔逊( William Nelson ) 和合著者使用专门的电子探针对 troctolite 76535 进行了高分辨率分析。

“之前的报告表明阿波罗 17 号样本中的矿物质在化学上是均质的，”纳尔逊说。“令人惊讶的是，我们在橄榄石和斜长石晶体中发现了化学变化。这些化学变化的模式使我们能够使用化学扩散的数值模型来限制这些矿物最早的高温冷却历史。”

SOEST研究人员使用UH高性能计算集群Mana来考虑各种计算机模拟冷却路径的影响——超过 500 万个化学扩散模型。

“模拟结果表明，这些异质性在高温下只能存在相对较短的时间，”纳尔逊说。

保存在矿物颗粒中并用微探针观察到的扩散模式与高温下不超过 2000 万年的快速冷却历史一致。这一发现挑战了之前对 1 亿年冷却持续时间的估计，并支持了月球地壳内岩浆的初始快速冷却。

“这正在改变我们对一组重要的月球岩石如何形成的看法，”纳尔逊说。

为了协调高温冷却速率与这些岩石形成方式的普遍接受的观点，研究小组提出，也许这种岩石类型是通过称为反应渗透的过程形成的，其中熔体与岩石相互作用——改变其化学和物理化妆品。

该研究还证明了使用现代技术重新检查先前分析过的样本的价值，以及新数据可以多快地重塑我们对行星演化的理解。

为了更好地了解观察到的化学异质性，研究小组目前正在研究磷在橄榄石晶体中的扩散速度。此外，他们正在其他阿波罗样本中寻找类似的异质性。

这项研究是UH Mānoa卓越研究目标的一个例子：推进研究和创造性工作企业( PDF )，这是2015-25 战略计划( PDF ) 中确定的四个目标之一，于 2020 年 12 月更新。

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