在神话的结尾，星星的故事才刚刚开始。
这一点也不夸张。在我们祖先的想象中，嫦娥飞上天空，去了广汉，在月宫里呆了很长时间，伴着桂树和玉兔。在科学世纪，中国人不仅成功地完成了探测器登月，还通过“绕、落、回”三部曲直接将部分月球迁回地球。至此，中华文明书写的真实历史早已突破了我们祖先的想象。但作为科学世纪的“嫦娥”，她还要有更多的突破。
这一次，她想要突破人类认知的边界.
嫦娥五号任务效果图| CNSA/CLEP
去年12月17日，我国首次月球采样返回任务为——次。
“嫦娥五号”返回舱顺利着陆，带回了38万公里外的珍贵月岩样品。科学家们继续解决关键问题，在这些样本中，一个关于月球进化的新故事已经被揭示。
今年10月7日，北京离子探针中心(中国地质科学院地质研究所附属)研究员刘敦义与该所访问学者亚历山大。
由Nemchin教授(来自澳大利亚柯廷大学)领导的研究成果正式发表在国际知名学术期刊《科学》上。
新成果揭示了对——月球地质的活跃期，比想象中至少多延续了十亿年左右。的重要认识
搭载嫦娥五号探测器的长征五号遥五运载火箭发射|新华社
#估计月岩的年龄
无论是地球、月球还是其他星球，都是宇宙大舞台上的演员。在时间的长河中，他们在表演场景的演变过程。
像地球和月球这样的行星都是由岩石构成的，它们的演化记录在相应时期形成的岩石中。将月岩及其记录的环境信息准确地放回时间轴上的前提是首先测量月岩的年龄。
毕竟它距离地球38万公里。科学家如何知晓月亮上的石头形成于何时?呢
数圈圈。算算术。.
这不是小孩子的胡言乱语，而是真正的科学方法。
当我们在地球上时，我们可以拿着一个普通的放大5-8倍的望远镜清楚地观察月球表面的陨石坑地貌。
当两个撞击坑相交时，显然是“新坑盖旧坑”。因此，只要我们观察到月球表面众多撞击坑的串联重叠关系，就可以扑灭月球表面不同岩石层的先后顺序。
此外，在不同时期，陨石撞击月球的强度和频率也有很大不同(新形成的月球遭受高强度撞击的频率极高，但几十亿年后只有零星的陨石撞击造访)。通过计算陨石坑的大小和频率，我们可以估计月球某个区域的概率。
时代归属.
陨石坑的重叠关系和频率可以解释许多月球年代学问题|美国宇航局戈达德太空飞行中心
但是“几圈”有一个致命的问题。它只能告诉我们先后顺序和近似时代归属的岩层，但不能引用一个准确的年龄值。
20世纪初，物理学家卢瑟福揭示了一条关于放射性元素的重要定律——衰变定律.该定律认为，放射性元素的衰变率只与系统中放射性原子的数量有关。
这条定律使卢瑟福在物理学史上闻名。在随后的20世纪，他的定律几乎支撑了当代地球行星科学的一半。
因为这是"放射性同位素测年"的基本原则。
在自然条件下，许多放射性元素都是热爱石元素的元素，牢牢地锁在岩石的微观结构中，即由小离子组成的规则晶格——。
束缚在晶格中的放射性元素会根据衰变定律,衰变，就像一个不断鸣响的时钟被安装在岩石中一样。从“安装”的那一刻起，岩石中放射性元素的初始含量就固定了。随着时间的推移，它们不断腐烂。
衰变定律告诉我们，每个时间节点(t)都严格对应于一个残余同位素的精确值。如今，人们利用质谱仪测量岩石中同位素父子的剩余数量，然后沿着衰变方程反向推导出未知数量T，从而得到整个衰变过程所消耗的时间。既然这个T是从格子“装好”的那一刻开始算的，自然就代表了他们的“房东”——。
岩石本身的形成年龄
> 了。人类迄今采集的月岩样品并不多，但终归能够在海量“数圈圈”的序列里放上几个有具体数值的“地标”。嫦娥五号采回的样品就构成了最新的“地标”之一。
刘敦一教授团队进行了铅（Pb）同位素测年，同时结合陨击坑频度统计进行关联校正，最终确认 嫦娥五号着陆区（风暴洋地区，Oceanus
Procellarum）的岩石形成于20亿年前 。
嫦娥五号着陆器拍摄的月面全景图 | CNSA/CLEP/Mattias Malmer
今天的月球是个冰冷的石头疙瘩。它何时彻底沉寂的呢？先前科学界普遍认为是30亿年前。嫦娥五号的最新研究，让月球地质运动的活跃历史足足延后了大约十亿年。
考虑到月球总年龄也不过45亿年。10亿年自然不是个小数目了。这个巨大的年代跨度背后，代表着怎样的演化历程呢？
# 不同的岁月，不同的往事
月球为什么那么早就冷了？答，体积太小了呗。
太空那么冷的环境，谁小谁凉得快。当内部热能不足以维持活跃的地质活动时，月球表面便死寂一片了。比它大得多的地球保温性能就很棒，以至今天仍能够在地表实际体验到它奔腾不息的地质活力。
而月球20亿年前有没有地质活性，谁说了算？当然月岩说了算啊——毕竟地质活动的最直观产物便是形形色色的岩石。如果测出一块月岩形成于距今20亿年前，自然就代表
20亿年前月亮上有着活跃的地质运动 ——起码，有着活跃的火山作用。
研究所涉的月岩属于玄武岩，是地幔原始岩浆喷出地表后凝固形成的产物。这种岩石本身不算稀罕，月球上有、地球上也有。我们抬头赏月，那些暗色的部分就是玄武岩。1000多年前李白在峨眉山也赏过月，还写了诗。而峨眉山的金顶其实也是玄武岩。
月球刚形成时是一片岩浆海的状态，随后逐渐冷却，在冷却过程中，它岩浆体量也在一点点溃缩，仿佛一个逐渐干涸的池塘。
月海玄武岩的能谱图像 | 本文参考文献（Che et al., 2021）
干涸的池塘往往会发生一件事，“浓缩”。最形象的例子，莫过于最终只能相濡以沫的鱼儿了。岩浆里的某些元素也一样（比如钾、磷、稀土元素等，它们被称为“不相容元素”）。随着岩浆逐渐冷却，它们就是不愿随凝固的岩石一并走掉，宁肯随岩浆浓缩到底。
但随着月球岩浆海的最终干涸，它们逃无可逃，注定摆脱不了凝固为冰冷岩石的命运。于是在 最晚期残余的岩浆产物里，不相容元素的含量极高 。
嫦娥五号采集的这些玄武岩，不仅年龄上比“池塘的最后干涸期”晚了10亿年，而且它的化学特征上也 未见到任何不相容元素被浓缩的痕迹 。
这些拼图拼在一块，自然呈现了一个新的、足够年轻的月球岩浆活跃周期。它 在月球岩浆海彻底凝缩固结之后的十亿年，仍然向月球地表贡献了丰沛的新鲜熔岩
（据估算大概2000 km3）。
月面上的嫦娥五号着陆器 | NASA/GSFC/Arizona State University
月球的活跃期延长了十亿年。这个对人类来说已经几乎大到无感的数字，到底代表着什么呢？不妨用简单几句话梳理地球和月亮的简史，大家可能会对嫦娥五号的新突破体会更直观一些。
# 十亿年尺度，地月简史
地球诞生在46亿年前的太阳系尘埃里。
据现有理论猜测，在第一个十亿年里（4.6 - 3.8 Ga，“Ga”代表十亿年，下同）， 地球与另一个原始行星相撞，碎片融合为月球
。之后数亿年，无数彗星密集地撞上新生的地月系统。这些太空脏冰块 为地球和月球带来了丰沛的水
。月球引力太小，水分很快挥发掉。庞大的地球则把这些水牢牢吸附在表面，汇为最初的海洋。在第一个十亿年的最后一幕， 在这最初的海洋里，最初的生命诞生了
紧接着是第二个十亿年（3.8 -2.5 Ga）。地球上称为 太古宙
。经过前一个周期的混沌翻覆，地球开始进入相对稳定的演化时期。以至于这十亿年被称为“平淡十亿年”（Boring
billion）。沐浴在黯淡的原始阳光中，地球生命非但没有衰亡，反而孕育出一种足以彻底改变后世的重要机制—— 光合作用
。在平淡十亿年临近结束时，光合微生物已经彻底涤荡了地球的“污浊之气”， 把大气层改造成了透彻的蓝天 。这片蔚蓝的天穹一经出现，便再未消失在地球上空。
太古宙时的地球和月亮（想像图）。嫦娥五号的新发现意味着，图中的月亮可能需要重新画过了 | Tim Bertelink
第三个十亿年（2.5-1.5 Ga）， 元古宙上半场 。微生物仍旧主宰着世界。但在行星分异和板块运动的合力下，更多的“大洲”出现了。
按嫦娥五号的最新研究结果，月球在此时仍有着活跃的岩浆活动。
当时或许可以看到这样的景象：在太阳系第三轨道上，地球缓缓漂浮着。蓝天、蓝海、荒凉的大洲，除了没有绿色，已与今日无异；圆月陪伴着它，银白、斑驳、却
点燃着今日未见的红色光斑 。那是汩汩流动的熔岩。
模拟想象的月球早期岩浆海 | NASA/Goddard Space Flight Center
然后第四个十亿年（1.5 – 0.5 Ga）， 元古宙下半场
。中途有段时间地球被完全冻结。等巨型火山彻底融穿地表冰盖时，地球再也找不回延续了三十亿年的荒凉沉寂了——生物圈在大冰期之后获得了爆破式发展，
“微生物地球”结束了 ，宏观生物的各个门类同时登上地球舞台，一个热闹的时代就此开始。
热闹的时代，0.5 Ga-至今，只有 不到十亿年 的短暂时光。对这段时期，一句话概括就足够了：它的开头， 寒武纪三叶虫遨游在蔚蓝的海洋
；它的另一头， 人类已经拥有了飞船和互联网 。
只有在这样的尺度下，才很容易看出 新的月球故事 ， 陪伴着我们一起走到了生物剧变的前夜 。
虽然后来月球仍不免沦为沉寂，但感谢这份沉寂，当此岸的地球在时间舞台上翻覆剧变、沧海桑田时，月球为我们留存了珍贵的远古史料。这一眨眼就是二十亿年。
当地球进入全新世，月球终于再次迎来了久违的活跃。遥远的回忆里，那岩浆汩汩的“烟火气”，让渡给了另一种全然不同的“烟火气”。它们叫嫦娥、叫露娜（луна）、叫阿波罗（Apollo）。但其实一个名字就够了，它叫人类。
嫦娥五号机械臂相机拍摄画面 | 央视
嫦娥五号返回器和降落伞原件 | Steed摄
它是地月系统孕育的智慧文明。它能够不断超越自身的神话，不断完善自身对宇宙的认知。也许根本不用等到下一个十亿年，说不定一眨眼的时间，它便足以带着平和的好奇心，去拥抱星河深处的无限斑斓。
群星的故事，才刚刚开始。
* * *
参考文献
[1] X. Che et al., 2021. Age and composition of young basalts on the Moon,
measured from samples returned by Chang’e-5. Science, 10.1126/science.abl7957.
作者：溯鹰
编辑：Steed
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