香港文匯報訊（記者 劉凝哲 北京報道）科學家普遍認為，月球在30億年前就已「休眠」，火山活動基本停止。然而，中國嫦娥五號和六號任務分別帶回了20億年和28億年前形成的玄武岩樣品，證實月球在所謂「晚年期」依然發生了火山噴發。這引出了一個關鍵科學問題：是什麼熱動力機制支撐着月球在「晚年」仍保持活力？內地與香港科學家就此合作對嫦娥六號月球樣品聯手開展系統性研究，揭開了這一謎題。
香港文匯報記者從中國科學院廣州地球化學研究所獲悉，該所的汪程遠副研究員與徐義剛院士團隊，聯合香港大學地球與行星科學系錢煜奇博士等，成功揭示了月球年輕火山活動的源區特徵與熱驅動機制。相關成果23日發表於國際學術期刊《科學進展》。
研究團隊在嫦娥六號樣品中識別出兩類形成時間相近（約28億和29億年前）、但成分和來源深度迥異的玄武岩。其中，一類是源自月幔深處（約120公里）的「超低鈦玄武岩」；另一類「低鈦玄武岩」則來自較淺的月幔（60公里–80公里）。通過模擬月球內部的高溫高壓環境，研究人員發現，這兩類岩石來自月球早期岩漿海洋冷卻後形成的兩種不同岩層：普通的輝石岩層和含鈦鐵礦的輝石岩層（IBC）。
岩漿觸發淺部月幔熔融致火山噴發
傳統觀點曾推測月球晚期火山活動可能與源區富水或富含放射性生熱元素（KREEP）有關，但嫦娥五號、六號樣品均否定了這一假說。研究團隊提出了一個新的熱動力機制：隨着月球冷卻，其岩石圈不斷增厚，深部岩漿難以直接噴出，只能滯留在月幔淺部輝石岩層的底部。這些「被卡住的」岩漿可向上傳導熱量，從而觸發淺部月幔部分熔融，導致火山噴發。
為進一步驗證該模型，團隊還分析了全月球遙感數據，發現約30億年前後月球火山活動的熱動力機制發生明顯轉變。30億年前熱源複雜多樣，可能包括放射性物質、潮汐力和隕石撞擊等；而30億年後則趨於單一，自下而上的熱傳輸機制佔據主導，使得年輕月球火山活動的源區集中在淺部月幔。
月球正面和背面月幔組成或存差異
對全月球遙感數據的進一步分析顯示，月球正面的晚期火山岩石化學特徵基本都與嫦娥五號玄武岩相近，而背面則大多接近嫦娥六號的超低鈦玄武岩。這表明月球正面和背面的月幔組成可能存在差異：正面月幔淺部含鈦鐵礦較多，而背面則相對較少。這一發現為理解月球的不對稱性提供了新線索。
這一成果是嫦娥六號樣品的重要發現，也是兩地科研團隊聯合完成的重要成果。港大錢煜奇博士向香港文匯報表示，本次兩地聯合研究，依託國家航天局採集的嫦娥六號樣品，中國科學院強大的研究團隊和先進的實驗測試手段，香港大學為聯合研究團隊提供的地質背景，聯合研究團隊全面分析了嫦娥六號多期次玄武岩的噴發過程、機制，驗證了錢煜奇前期的推論，並更進一步從機理上揭示月球岩漿從低鈦向高鈦演化的根本原因，及以嫦娥六號樣品為代表的月球不同年齡、成分岩漿源區及熱源的演化特徵，進一步加深了人類對月球火山歷史的認識。
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