ハロゲンが解き明かす月地殻の形成過程~塩素の鉱物-マグマ間分配が明らかにした月地殻の形成過程と月表面の二分性の起源~

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2025-06-25 愛媛大学

ハロゲンが解き明かす月地殻の形成過程~塩素の鉱物-マグマ間分配が明らかにした月地殻の形成過程と月表面の二分性の起源~
月表側地殻(Near side)と裏側地殻(Far side)の形成過程

愛媛大学の研究グループは、月の高圧・高温環境を再現した実験により、塩素が鉱物とマグマの間でどう分配されるかを解明しました。これを基に月内部進化モデルを組み合わせた結果、月の表側地殻は火山活動などにより塩素が異常に濃集している一方、裏側地殻には塩素が少なく、より始原的な状態を保持していることが明らかになりました。この知見は、月地殻の形成過程や月表面の地質的二分性の起源理解に重要な手がかりを提供します。

<関連情報>

ハロゲン元素の存在量が示す、始原的な月地殻の形成と変質の証拠 Halogen abundance evidence for the formation and metasomatism of the primary lunar crust

Jie-Jun Jing,Jasper Berndt,Hideharu Kuwahara,Stephan Klemme & Wim van Westrenen
Nature Communications  Published:20 June 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-025-60849-4

Abstract

Halogen abundances in lunar minerals provide unique insight into the Moon’s volatile budget, but incomplete knowledge of halogen incorporation in minerals and melts limits their application. Here we present experimentally derived Cl mineral-melt partition coefficients and couple models of the evolution of the lunar interior to measured Cl and F abundances in lunar crust samples. Most nearside lunar crust materials turn out to be anomalously enriched in Cl compared to expectations from primary crust formation models, likely due to widespread (metal chloride) metasomatism. Mg-suite rocks formed outside the nearside Procellarum KREEP Terrane do not show this Cl enrichment. Plagioclases from these KREEP-poor rocks equilibrated with magma with a low F/Cl ratio of approximately 1.5. This low F/Cl ratio indicates that KREEP-poor Mg-suite parental magma originated from a source containing at least 2% liquid trapped during lunar magma ocean solidification. The hypothesis that Cl metasomatism is limited to the Procellarum KREEP terrane can be further tested by combining our experimental data with halogen measurements of farside Chang’e-6 samples.

1702地球物理及び地球化学
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