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【概要】
中国の嫦娥6号探査機が月の裏側から採取した玄武岩サンプルの分析により、約42億5千万年前に月の南極〓エイトケン(SPA)盆地を形成した巨大衝突が、月の裏側の深部物質を強く加熱し、揮発性元素の一部を失わせたことが明らかとなった。この研究は、中国科学院地質与地球物理研究所(IGG)の科学者によって行われたものであり、巨大衝突が月内部に及ぼした影響を実証的に示した初めての成果である。
【詳細】
研究は、月の初期に発生した大型衝突が月内部にどのような影響を与えたかという長年の課題に取り組むものである。IGGの研究者は、嫦娥6号が採取した玄武岩試料を用い、高精度の同位体分析を実施した。特にカリウム、亜鉛、ガリウムなどの中程度に揮発性のある元素は、高温環境で揮発や同位体分別を起こすことが知られており、その同位体組成が衝突時の温度、圧力、物質の起源を反映するため、衝突由来の「同位体指紋」として価値を持つ。
分析の結果、嫦娥6号の玄武岩サンプルは、アポロ計画で地球に持ち帰られた月の表側のサンプルと比べ、カリウムの重い同位体であるカリウム41の割合が顕著に高いことが判明した。研究者は、宇宙線照射、マグマ活動、衝突体の影響などの要因を系統的に排除した結果、この違いは初期の大規模衝突によって月の深部マントルの同位体組成が変化したためであると結論づけた。
衝突の瞬間に生じた極めて高温・高圧の条件下で、軽いカリウム39同位体が揮発し逃れたことで、残留物質中でカリウム41が相対的に濃縮されたとされる。また、このような揮発性元素の喪失は、その後の月裏側での火山活動を抑制する要因にもなった可能性がある。この発見は、月の巨大衝突がその後の進化に与えた影響を理解し、月表・裏での地質進化の非対称性を説明する重要な手がかりとなる。
2024年に嫦娥6号は、月裏側のSPA盆地から1,935.3グラムのサンプルを地球へ持ち帰り、月の表裏での組成差やその起源を明らかにする貴重な機会を提供した。これまでに中国の科学者らは、このサンプル研究を通じて月裏側の火山活動、古代磁場、水分含有量、地球化学的特徴などに関して複数の先駆的成果を挙げており、月の「暗い側」の進化史解明において重要な進展を遂げている。
【要点】
・約42億5千万年前の巨大衝突が月南極〓エイトケン盆地を形成し、深部物質を加熱した。
・衝突により揮発性元素が失われ、カリウム41の割合が増加した。
・この変化は巨大衝突による同位体分別の結果であることが確認された。
・揮発性元素の喪失は月裏側の火山活動を抑制した可能性がある。
・嫦娥6号の試料分析は月の表裏の非対称な地質進化の理解に新たな証拠を提供した。
【引用・参照・底本】
Chang'e-6 study reveals early massive impact heated deep materials on lunar far side: report GT 2026.01.13