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撞击作用是天体形成与演化过程中最重要的外部动力过程,内太阳系天体经历了相似的撞击历史。月球作为地球唯一的天然卫星,表面遍布大小不一的陨石撞击坑,是太阳系撞击的历史印记。其中,直径约为2500公里的巨型撞击坑SPA盆地,是月球最为古老的撞击疤痕,记录了月球幼年时期遭受的巨大“创伤”。SPA盆地的形成时间不仅是月球演化历史的关键节点和撞击历史的初始锚点,还可作为校准太阳系撞击史的黄金参照,为火星、水星等行星撞击坑建立统一年龄标尺,是太阳系留给人类珍贵的“宇宙时钟”。因此,精确限定SPA盆地形成时间,是国际深空探测领域长期以来的首要科学目标之一,但同时也是月球科学研究领域的最大悬案之一。
中国科学院地质与地球物理研究所研究员陈意带领研究团队从5克月壤中分选出1600余颗大于200微米的岩屑,基于细致的岩石学分类,从中挑选出20颗具有代表性的苏长岩颗粒,开展岩石学、地球化学和年代学研究工作。研究发现,尽管这些苏长质岩屑在全岩成分和矿物组成上与月球正面阿波罗样品中的苏长岩一致,但在矿物的主、微量元素成分上有明显区别。团队进一步通过岩屑中微小(1~5微米)含锆矿物开展铅同位素定年分析,识别出42.5亿年和38.7亿年两期撞击事件。团队又基于447GB的遥感数据,开展了SPA盆地内部及周边地区大范围岩性填图和溯源,最终确定SPA盆地形成于42.5亿年前。
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