香港文匯報訊（記者 劉凝哲 北京報道）中秋佳節來臨之際，國家航天局和國家原子能機構昨日聯合發布嫦娥六號月球背面樣品研究最新成果。中國科學家首次基於嫦娥六號月球背面樣品（月壤）研究發現，月球背面月幔相比月球正面更「冷」，嫦娥六號玄武岩樣品的結晶溫度比嫦娥五號低約100℃。這一發現進一步深化了人類對月球「二分性」現象的認識，為月球正面與月球背面的月幔溫度差異提供了岩石學與地球化學等科學依據，為月球演化和「二分性」特徵研究提供了關鍵科學數據。
記者從國家航天局獲悉，該研究結果由中核集團核工業北京地質研究院、北京大學、山東大學共同合作完成，已刊發於國際頂級學術期刊《自然·地球科學》（Nature Geoscience）官網。這也是中核集團科研團隊繼2022年在月壤研究中發現新礦物「嫦娥石」後，核與航天跨行業、跨專業聯動取得的新成果。
樣品結晶溫度較正面低約100℃
月幔位於月殼之下，是月球體積最大的組成部分，月球古老的火山活動正是由月幔物質上湧形成的。因此，月幔等月球內部特徵對於月球演化研究至關重要。在研究中，科學家利用多種手段，對嫦娥六號從月球背面帶回的玄武岩樣品進行了精細分析。科學家通過對月壤玄武岩樣品中典型單斜輝石、斜長石等礦物的成分分析，運用「單斜輝石單礦物溫壓計」「單斜輝石-熔體平衡溫壓計」「斜長石-熔體平衡溫度計」三種不同的溫壓計來計算單斜輝石、斜長石結晶溫度與壓力。為確保研究結果的科學性，團隊還通過岩石學模型模擬了嫦娥六號玄武岩結晶過程。以上四種獨立方法得出了一致結果：嫦娥六號玄武岩樣品的結晶溫度約為1,100℃，比來自月球正面的嫦娥五號等樣品低約100℃。
月幔潛能溫度低於正面約70℃
研究團隊還通過玄武岩全岩成分重建原始岩漿化學組成，計算月幔潛能溫度，發現月球背面月幔潛能溫度（約1,400℃）低於月球正面（約1,500℃）。科研團隊還利用月球遙感數據在更大區域尺度上進行驗證分析，他們選取了月球正面和背面的月海玄武岩區域，通過衛星遙感獲取的表面岩石化學成分計算，表明月球背面月幔潛能溫度低於正面約70℃，與樣品分析結論相近，這進一步增強了研究成果的可信度。
此次研究發現，月球背面月幔相比月球正面更「冷」，這進一步深化了人類對月球「二分性」現象的認識。此前研究發現，月球正面和背面在地形地貌、元素分布和地質單元特徵等方面均存在巨大差異。如，正面相對平坦開闊，背面布滿溝壑、峽谷和懸崖，地形起伏也更大，形成類似「盾牌」的複雜地形；月球正面有着較多的月海，這是由早期火山活動形成的平坦的玄武岩區域，佔據了月球正面30%以上，而月球背面只有約1%-2%的月海；月球正面富含放射性元素，而背面相對虧損等。科學家們將月球正面和背面的差異性稱為「二分性」現象，並將其列為探索月球奧秘的幾個最為關鍵的科學問題之一，並認為這可能與月球的形成與演化歷史密切相關。
嫦六樣品科研進展一覽
發現月球背面比正面更「乾」
●科研團隊通過對月球樣品的分析，首次測量到月球背面月幔的水含量極低，僅為1.0-1.5微克/克，遠低於月球正面。其原因可能是月球南極艾特肯（SPA）撞擊事件改造了月幔源區的水，這為認識月幔水的時空演化奠定重要基礎。
校準月背「地質時鐘」
●科研團隊對嫦娥六號樣品分析首次揭示月球背面約28億年前仍存在年輕的岩漿活動，這一年齡填補了月球玄武岩樣品在該時期的紀錄空白。其中一項研究表明月背岩漿活動 42 億年前就存在，至少持續了14億年。這些研究為人們了解月球演化提供了關鍵的科學證據。
揭示月球背面獨特組成
●嫦娥六號月壤樣品主要由兩種玄武岩（低鈦和超低鈦）組成，其礦物和化學成分與月球正面的樣品有明顯差異，為破解月球「兩面」為何如此不同的千古之謎提供了直接證據。
發現月幔處於「超虧損」狀態
●研究團隊對嫦娥六號返回樣品中距今約28億年的玄武岩屑進行了詳細分析，發現月幔源區的月球內部物質其狀態極其「貧瘠」，科學上稱為「超虧損」。這為人類了解月球早期內部如何分層、冷卻和演化提供了獨一無二的信息。
整理：香港文匯報記者 劉凝哲
0 / 255