太阳系天体火山地质作用

火山活动是所有分异型天体热和成分交换与循环的主要方式.太阳系内所有类地行星、月球和巨行星的多个卫星以及矮行星都经历过或正在经历不同形式的火山活动.本文总结了内太阳系月球、火星、金星和水星的火山分布及其主要火山地貌类型与成因,外太阳系巨行星的卫星如木卫一的火山作用与木卫二、土卫二等天体上的冰火山作用特征,以及小行星带内的谷神星与柯伊伯带内的冥王星两个矮行星的火山地质活动特点.结果显示,太阳系天体火山活动的驱动因素多样,火山地貌和火山产物类型丰富.利用比较行星学的研究思路,开展行星火山地质活动类比研究,对于深化太阳系天体火山活动、行星宜居环境的形成及其蕴含的行星形成与演化历史的认知具有重要意义.

月球火山活动及热演化历史研究进展

火山喷发和岩浆侵入活动是月球最主要的内动力地质作用。自阿波罗计划实施以来,新的遥感探测数据和样品研究显示,月球的火山活动时限可从40亿年前延续到十几亿年前,月海玄武岩化学性质复杂,挥发分可能参与了月球环形凹陷穹丘和不规则月海斑块的形成。嫦娥5号样品研究确认了月球火山活动至少延续到了距今20亿年左右,而这些年轻火山岩源区可能并不富集克里普元素,且水含量也不高。目前月球火山学研究的主要问题包括:何种机制导致月球的火山活动能够持续发生?如何解释风暴洋克里普地体及月球演化模型中克里普组分的意义?月球内部月幔性质的横向不均一性,以及水等挥发性组分在月球热演化历史中的作用等,这都是未来月球科学探测应该关注的重要主题。

一种以极低的样品消耗同时测定嫦娥五号月壤粒度和矿物组成的新方法

嫦娥五号探测任务首次从月球风暴洋北部采集并返回月壤样品,为这个之前未被探索过的区域提供了前所未有的地面原位信息,特别是月壤的颗粒大小和矿物组成对于解释该区域的遥感数据至关重要.基于拉曼光谱微颗粒分析技术,以极低的样品消耗(约30μg)测定了月壤的粒度参数和矿物组成.结果表明,月表铲取月壤样品的粒度为0.4~73.9μm(平均3.5μm),主要由辉石(39.4%)、斜长石(37.5%)、橄榄石(9.8%)、铁钛氧化物(1.9%)、玻璃(8.3%)和其他次要或微量矿物组成,与前人通过大量月壤样品测试获得的结果一致.除了极小的样品消耗外,文章所述方法只需简单制样过程即可进行测试,并能快速建立一个可准确回溯的月壤粒度和成分信息数据库.该方法还可用于未来更多从地外天体返回颗粒样品的研究.