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月球岩浆洋模型示意图 ， 图中urKREEP即为克里普（图片来源：http://www.igg.cas.cn/xwzx/yjcg/202110/t20211018_6223876.html ， 改自Jennifer Rapp）
嫦娥五号采集回玄武岩样品后 ， 杨蔚研究员带领团队分析了其中的矿物和化学成分 ， 发现它比阿波罗号和月球号带回的样品都更加富含稀土元素 ， 但这是否来源于克里普的贡献呢？答案是不一定 。 因为稀土元素作为不相容元素（不容易进入岩石中的元素） ， 在“正常”岩浆经过大量矿物结晶固化后 ， 也会在残余岩浆中富集 ， 这些残余岩浆喷出形成的玄武岩也可能含有高比例的稀土元素 ， 却不一定和克里普有关 。
为了确定嫦娥五号玄武岩中稀土元素的来源 ， 研究团队继续分析了样品的锶（Sr）、钕（Nd）、铅（Pb）等同位素 。 结果表明：嫦娥五号玄武岩的锶（Sr）和钕（Nd）同位素与克里普具有显著的差异 。 进一步计算表明 ， 在这些玄武岩的形成过程中 ， 月幔克里普组分的贡献不足0.5% 。 这一发现意味着 ， 维持月球长期火山活动的可能并非月幔中的克里普组分 。
月幔是“干”的
与此同时 ， 另一个研究团队正在验证月球是“干的”还是“湿的” 。 月球的形成众说纷纭 ， 其中得到最广泛认可的 ， 是“大撞击起源”假说 。 简单来说 ， 这个假说认为一个火星大小的天体与原始地球碰撞 ， 溅出的碎片聚集形成了月球 。 由于水属于强挥发性的物质 ， 在月球“成型”的过程中 ， 水会以气态形式向太空逃逸 。 换句话说 ， 这样诞生的月球 ， 应当几乎不含水 ， 是一个“干透了”的星球 。
由此可见 ， 月球是否含水 ， 或者含水量的多少 ， 与月球的起源有着密切的关系 。 从2008年 ， 科学家分析阿波罗任务采集的火山玻璃开始 ， 对月球样品的含水量分析层出不穷 。 然而不同的研究给出了非常不同的结果 ， 差异可达两个数量级 。 月球到底是“干”还是“湿” ， 成为了大家都很关注的问题 。
造成月球含水量长期争议的原因之一 ， 是阿波罗样品和月球陨石的年龄都很老 ， 因此这些样品很可能在成岩后经历过剧烈的改造 ， 与不同来源的岩石（甚至包括外星来源）混杂在一起 ， 并不能反映月幔源区的真实含水量 。
好消息是 ， 这次嫦娥五号采集带回的样本是目前获得的最年轻的玄武岩 ， 为回答月球的“干”、“湿”提供了极佳的机会 。 研究者使用了高空间分辨率的纳米离子探针 ， 来分析玄武岩中的微小的岩浆包裹体——在岩浆结晶的过程中 ， 矿物内部会“捕获”一些岩浆样品 ， 通过分析这些包裹体 ， 就能直观地了解岩浆结晶过程中的成分演变 。


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图4/4

研究显示 ， 嫦娥五号玄武岩月幔源区的水含量仅为1~5微克/克 ， 这是一个 “非常干”的数值 。 这或许是因为嫦娥五号着陆区的月幔经过了更长时间的岩浆活动 ， 从而使大部分水分释放到了太空中；也可能是月幔的水含量非常不均一 ， 然而目前还没有机制能够解释月幔含水量的差异 。
让我们回到最初的问题 ， 什么让月球“活”了这么久？从新研究看来 ， 嫦娥五号着陆区异常活跃的火山活动既不是由于克里普中的放射性元素 ， 也不能归因于月幔源区富含水 。 这些新发现与此前对月球的认识有很大不同 ， 改变了我们对月球的热历史和岩浆历史的认知 ， 对进一步了解月球的起源和演化具有重要的意义 。