科学家提出新的月球地质年代表

基于对月球重要地质演化事件为代表的内、外动力地质作用在月球不同时期的变化，科学家对月球地质年代单元的划分进行了重新梳理，更新了此前的月球地质年代表，相关成果近期在《中国科学：地球科学》出版。

《中国科学：地球科学》2024年第1期正式发表了中国科学院国家空间科学中心郭弟均博士、中国科学院地球化学研究所刘建忠研究员与美国布朗大学James W Head教授等人合作的研究工作。该研究团队基于对月球地质演化事件的系统梳理，对此前的月球地质年代表进行了更新，提出了“三宙六纪”的月球地质年代划分方案。

研究人员通过系统总结月球地质演化的科学认识，尤其是阿波罗计划结束以来新的研究成果，从月球动力学演化的角度对此前的地质年代表进行了两个方面的改进：

(1)基于月球内、外动力地质作用的演化过程，将月球的演化历史分为三个阶段(图1)并定义为“宙”级别的地质年代单元：冥月宙(Eolunarian Eon，4.52~4.31 Ga)表示内动力地质作用为主的岩浆洋演化时期；古月宙(PaleolunarianEon，4.31~3.16 Ga)表示内、外动力地质作用并重的时期，大型撞击事件开始强烈改造月球岩石圈，火山作用也在这一时期大规模发生；新月宙(Neolunarian Eon，3.16 Ga至今)表示外动力地质作用为主的时期，岩浆活动减弱，规模相对较小的撞击事件对月表的改造占主导。

图1 月球主要演化事件与内动力及外动力地质作用演化阶段

内动力地质作用的强度(由模拟的熔融物产率和月海玄武岩体积表征)和外动力地质作用的强度(由撞击体动能表征)用阴影曲线表示。点数据展示了代表不同地质过程的月球样品的年龄

(2)识别出了南极-艾肯盆地的溅射物地层，命名为“达斯建造(Das Formation)”，是月壳保存下来的最早形成的外动力作用地层，作为冥月宙和古月宙的分界。以达斯建造作为界线，将此前的前酒海纪划分为早期的岩浆洋纪(Magma-oceanian Period, 4.52~4.31 Ga)和相对晚期的艾肯纪(AitkenianPeriod, 4.31~3.92 Ga)。由此，建立了“三宙六纪”的月球地质年代划分方案(图2)。

图2 “三宙六纪”月球地质年代表对应的地层层序柱

“三宙六纪”月球地质年代表构建了一个系统描述月球演化历史的框架，能够更清楚地表达月球内、外动力地质作用的发生、发展和演变过程，已在世界首幅1:250万全月地质图中进行了应用，该方案对其他类地行星的地质演化研究也具有重要的参考意义。