新聞動(dòng)態(tài)王勇、夏小平、徐健等-EPSL：月球演化早期外源撞擊體為月球內(nèi)部投送了豐富的水
?月球，這個(gè)曾長(zhǎng)期被認(rèn)為極度干燥的星球，近20年來已經(jīng)被證明內(nèi)部含有一定量的水。這些月球水的來源——究竟是與生俱來的“內(nèi)生水”，還是后期天體撞擊帶來的“外生水”——成為當(dāng)今行星科學(xué)研究中一個(gè)備受爭(zhēng)議的謎題。早期研究多依賴磷灰石、火山玻璃、熔體包裹體等研究對(duì)象，但這些對(duì)象易受后期過程（如太陽風(fēng)注入、宇宙射線散裂及地球污染等）改造，難以追溯原始水源。相比之下，鋯石具有較好的物理化學(xué)穩(wěn)定性，能夠有效抵抗后期擾動(dòng)，成為保存原始巖漿水信息的理想礦物載體。
?鑒于此，中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所、長(zhǎng)江大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士生王勇在長(zhǎng)江大學(xué)夏小平教授指導(dǎo)下，與廣州地球化學(xué)研究所徐健副研究員等人合作，利用自主研發(fā)的二次離子質(zhì)譜儀（SIMS）鋯石水含量、氫同位素、氧同位素聯(lián)合分析方法，對(duì)月球隕石NWA10049中一顆~4.38Ga的鋯石巨晶開展了水含量和氫同位素、氧同位素、微量元素等綜合分析（圖1）。
?分析結(jié)果表明，該鋯石在顯微結(jié)構(gòu)和地球化學(xué)特征上均呈現(xiàn)出顯著的核-邊分帶性（圖1- 3）：核部晶體形態(tài)相對(duì)完整，微量元素含量較高，具有相對(duì)均一的水含量（735-1164ppm）和極高的氫同位素組成（δD為+1320‰至+1882‰）；邊部顯微結(jié)構(gòu)復(fù)雜，微量元素含量比核部更低，展現(xiàn)出明顯的水含量（879至4268 μg/g）與δD（+1879‰至+250‰）負(fù)相關(guān)趨勢(shì)。結(jié)合元素和同位素地球化學(xué)以及礦物學(xué)特征分析，該鋯石特殊的H2O-δD體系無法通過巖漿去氣模型進(jìn)行解釋，同時(shí)也排除了后期陸地混染和太空風(fēng)化等次生干擾，我們推斷該鋯石的核-邊組分特征反映了兩階段的巖漿混合過程（圖3）。其異常的化學(xué)組成和同位素特征指示了外源撞擊作用對(duì)月球內(nèi)部水的顯著貢獻(xiàn)與改造。
?為此，作者構(gòu)建了一個(gè)大型外源天體撞擊誘發(fā)月球不均一巖漿系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)演化模型（圖4），該過程可劃分為兩個(gè)階段：(1) 階段一（初始混合與核部結(jié)晶）：貧水的月球內(nèi)生巖漿與具有高δD特征的外源撞擊熔體發(fā)生初始混合，形成具有高δD同位素特征的富水混合巖漿，經(jīng)過進(jìn)一步分異演化后發(fā)生了鋯石核部的結(jié)晶；(2) 階段二（局部同化與邊部生長(zhǎng)）：隨后，巖漿系統(tǒng)在尚未完全均一化之前，局部同化了性質(zhì)不同的、更富水且 δD相對(duì)較低（如球粒隕石端元）的外源組分。這一非平衡的動(dòng)力學(xué)過程導(dǎo)致了熔體成分的快速梯度變化，并被隨后的鋯石邊部生長(zhǎng)所記錄。
?這一發(fā)現(xiàn)提供了月球早期（~4.38 Ga之前）受到富含重氫的外源物質(zhì)（如彗星或富水小行星）貢獻(xiàn)的可靠證據(jù)，揭示了大型撞擊事件在月球演化早期向月球輸送外源水的重要機(jī)制。該研究證實(shí)了外來天體或隕石是月球早期水的重要來源，揭示了撞擊作用對(duì)月球內(nèi)部揮發(fā)分組成的影響，對(duì)理解地月系統(tǒng)早期的物質(zhì)增生以及地球水的起源具有重要科學(xué)意義，也凸顯了鋯石水含量這一新的研究工具在行星科學(xué)中的應(yīng)用前景。
?相關(guān)成果近期發(fā)表在國(guó)際著名行星科學(xué)期刊Earth and Planetary Science Letters上。本項(xiàng)研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（NSFC 42241104）和湖北省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（2025AFA005）的聯(lián)合資助。
?論文信息：Yong Wang (王勇), Xiao-Ping Xia(夏小平), Jian Xu(徐健), Yong-Sheng Liu(劉勇勝), Christopher J. Spencer, Trevor Ireland, Ze-Xian Cui(崔澤賢), Xiao-Jia Zeng(曾小家), Jan C.M. De Hoog, Aaron J. Cavosie, Bin Fu(傅斌), Qing Yang(楊晴), Yan-Qiang Zhang(張彥強(qiáng)), Wan-Feng Zhang(張萬峰), Wen-Jiao Xiao(肖文交). (2025). Zircon evidence for exogenous water delivery to the lunar interior. Earth and Planetary Science Letters, 681, 119952.
?論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.epsl.2026.119952
圖1 NWA10049鋯石的巖石學(xué)特征
圖2 鋯石微量元素組成
圖3 鋯石水含量及母巖漿演化的兩階段模型
圖4?撞擊誘發(fā)的巖漿系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)演化示意圖
