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第四紀名稱來曆。最初人們把地殼發展的曆史分為第一紀(大致相當前寒武紀,即太古宙元古宙)、第二紀(大致相當古生代和中生代)和第三紀3個大階段。相對應的地層分彆稱為第一係、第二係和第三係。1829年,法國學者德努瓦耶在研究巴黎盆地的地層時,把第三繫上部的鬆散沉積物劃分出來命名為第四係,其時代為第四紀。隨著地質科學的發展,第一紀和第二紀因細分成若乾個紀被廢棄了,僅保留下第三紀和第四紀的名稱,這兩個時代合稱為新生代。現第三紀已分為古近紀和新近紀,故僅留有第四紀的名稱。
新的地質時代:一些地質學家認為,越來越多對“塑料岩石”的研究是自20世紀中葉以來人類已經深刻改變了地球地質的又一證據。這種轉變應該被認為是一個新的地質時代——人類世。
月球地質是研究月球表麵特性、物質組成、物理場、地質構造、內部結構和演化曆史的學科。2024年4月,華夏基於嫦娥工程數據釋出全球首套高精度月球地質圖集,包含《1:250萬月球全月地質圖》等成果,建立了月球構造演化分類體係,提出撞擊盆地演化序列及識彆標誌。
人類對月球的觀測始於1610年伽利略的望遠鏡研究。20世紀60年代,美國通過“徘徊者”“探測者”探測器開展月表普查,1969-1976年“阿波羅”飛船與蘇聯“月球”探測器共帶回380多公斤月壤樣本。華夏首幅《1:250萬虹灣幅月球地質圖》於2010年代完成編製,為後續探測器著陸提供地質資訊支援。2024年嫦娥六號探測器首次實現月球背麵采樣返回,獲取1935.3克月壤,發現28億年前火山活動及月幔水含量數據,為破解月球正麵與背麵形貌成分差異(二分性)提供關鍵證據。對月壤的研究揭示了月球背麵月幔物質貧瘠是導致正反兩麵火山活動規模差異的關鍵原因,為理解月球“二分性”提供了新視角,該項研究入選2024年“華夏科學十大進展”。
1609年,伽利略首次用望遠鏡觀測月球,指出月麵上存在暗色和淺色區域,其描繪的月麵版畫不僅影響了藝術界,還最終塑造了科學界裡的月麵學(selenography)。在望遠鏡觀測的基礎上,天文學家編繪了各種形式的月麵圖。
20世紀60年代,美國通過“徘徊者”“探測者”探測器開展月表普查。1969-1976年,“阿波羅”飛船與蘇聯“月球”探測器共帶回380.96公斤的月球樣品。對上述探測結果和月球樣品的分析研究,把月球地質的研究推向了新的階段。
21世紀以來,華夏嫦娥係列任務持續推進月球探測。2020年,嫦娥五號成功從月球正麵采回1731克月壤,其玄武岩樣品定年結果表明月球在20億年前仍存在岩漿活動,將月球已知的地質壽命延長了近10億年。2024年,嫦娥六號探測器首次實現月球背麵采樣返回,獲取1935.3克月壤,發現28億年前火山活動及月幔水含量數據。
基於嫦娥工程等探測數據,華夏科研團隊於2024年釋出了世界首套高精度(1:250萬)月球地質圖集,建立了“三宙六紀”的月球地質年代劃分方案,係統表達了全月個撞擊坑、81個撞擊盆地、17種岩石類型和14類構造。
月球上是一個無大氣、無水、無生命、冷熱劇變的寂靜世界。隨著探測深入,科學家進一步將月球劃分爲三大地質單元:風暴洋克裡普岩地體(pkt)、長岩質高地地體(fht)和南極艾特肯地體(spat)。根據月麵的地形特征可粗略地劃分爲3類:即高地(月陸)、月海撞擊坑和火山地形。月球的月陸和月海是兩個最顯著的特征,它們覆蓋了月麵約45的麵積,已知的月海有22個,絕大多數分佈在月球的向陽麵。
高出月海的地區稱為月陸或高地。月海是古代玄武岩熔岩的巨大凝固池。月海玄武岩的年齡範圍為43~20億年,已知最年輕的月海玄武岩來自嫦娥五號樣品,年齡約20億年。此外,嫦娥六號樣品揭示月背在約28億年前也存在火山活動。關於月海和月坑的成因,大多數學者都主張隕石(或小行星和彗星)撞擊說。
從月球表麵采回的樣品大致可分為3類:結晶質火成岩、角礫岩、月壤和玻璃顆粒。月壤(直徑小於1毫米的顆粒)由不同比例的結晶質岩石、角礫岩碎片、礦物顆粒及玻璃組成。月壤是固體月球與宇宙空間的實際邊界,記錄了太空風化資訊。嫦娥五號月壤樣品中發現撞擊玻璃珠可儲存並釋放太陽風成因水。2018年,月球礦物學繪圖儀的分析首次揭示了月球兩極表麵存在水冰的確鑿證據,南極更為豐富。
已知存在於月球表麵的元素包括氧(o)、矽(si)、鐵(fe)、鎂(mg)、鈣(ca)、鋁(al)、錳(mn)和鈦(ti),其中最豐富的是氧、鐵和矽。岩石類型有月海玄武岩、非月海玄武岩和富克裡普岩。與地球玄武岩相比,月海玄武岩的k2o、na2o和al2o3含量較低,feo和cr2o3含量較高。華夏嫦娥五號、六號任務分彆從月球正麵和背麵采集返回樣品,基於樣品的研究將已知最年輕的月海玄武岩年齡更新至20億年(嫦娥五號)和28億年(嫦娥六號),揭示了月球火山活動持續時間比以往認知更長,併發現了月表水冰、撞擊成因赤鐵礦等重要現象。
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