中大新聞網訊（通訊員利佳瑤）近日，中山大學大氣科學學院肖智勇副教授領銜的研究團隊在Science Bulletin期刊的2022年第4期發表了題為“Translucent glass globules on the Moon”的論文，報道了利用玉兔二號月球車的全景相機數據在月球背面發現的厘米級半透明玻璃球。這種手標本尺度的半透明玻璃球在月球上是首次發現。深入研究表明該類透明玻璃球形成于斜長巖的撞擊熔融，這些撞擊玻璃記錄了重要的撞擊過程和早期撞擊歷史的信息，是未來月球探測的重要采樣目標。
圖1 嫦娥四號月球探測任務的玉兔二號月球車發現的玻璃球（圖片來源：中國航天局）
天體物質的高速撞擊是月球形成和演化過程中的重要地質過程，在持續撞擊和空間風化的作用下，月球表面覆蓋了一層細粒的月壤物質，其中含有大量的撞擊玻璃微珠。它們記錄了月球地質演化的重要信息。我校肖智勇博士領銜的研究團隊長期從事月球和地球上各類撞擊玻璃的成因機理研究。本次研究利用嫦娥四號月球探測任務的玉兔二號月球車獲取的全景相機數據，在巡視路線上附近發現了數粒半透明玻璃球，直徑最高達2.5厘米（圖1）。常見的撞擊玻璃微珠的直徑一般較小，在嫦娥5號返回月壤中觀察到的撞擊玻璃微珠的直徑常小于1毫米（圖2），大多僅數十微米（圖3）。在阿波羅返回樣品中雖然曾發現直徑較大的撞擊玻璃球，但是這些阿波羅撞擊玻璃球一般為深色不透明質地，且常含有氣孔或殘余巖屑。本文報道的手標本尺度大小的透明玻璃球是首次發現于月球。
圖2 嫦娥五號返回月壤中發現的玻璃球（編號：CE5C0000YJXY005；圖片來源：中國航天局）
圖3 嫦娥五號返回月壤中發現的玻璃球（圖片來源：肖智勇）
區域地質研究和撞擊破碎模型對比表明這些玻璃球不是火山玻璃或降落至月面的隕石，而是形成在月球上的撞擊玻璃。通過對月球巖石的對比研究發現，斜長巖鐵含量較低，并且形成的熔體在冷凝過程中成核結晶的臨界降溫速率極低，在月球環境下冷凝時足以形成直徑高達5厘米的透明/半透明玻璃球，是這些透明玻璃球的重要物源。由于斜長巖是月殼的主要組成物質，在玉兔二號著陸點附近分布廣泛，基于高能遠撞擊玻璃的成因機理，結合著陸點附近的礦物組成和元素含量數據發現很多撞擊事件都可能形成這些玻璃球。另一方面，這些玻璃球可能與地球上的玻璃隕石具有相似的成因機理，類地天體上可能廣泛存在相似的撞擊過程。
本研究表明透明/半透明且直徑較大的玻璃球粒可能在月球高地中普遍存在，它們是月表早期地質演化和撞擊歷史的信息載體，也是未來月球探測的寶貴采樣目標。我國正在規劃建設月球科研站，這些半透明的玻璃球的發現，證實了月球斜長巖是原位資源利用的絕佳載體。
論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095927321006964
