嫦娥六号月壤样本首批研究成果发布 揭示月背火山活动历史
嫦娥六号月壤样本首批研究成果发布 揭示月背火山活动历史
2024年11月15日，中国科学家基于嫦娥六号带回的月球背面样品，发布了两项重要研究成果，分别发表在国际顶级学术期刊《自然》和《科学》上。研究首次揭示了月球背面约28亿年前仍存在年轻的岩浆活动，这一发现填补了月球演化历史中的重要空白。
月球背面火山活动的历史
月球的火山活动历史一直是天体科学研究的重要课题。此前，通过阿波罗任务和Luna任务，科学家们了解到月球正面最古老的月海火山活动可以追溯至40亿年前。2021年，中国科学家通过嫦娥五号返回的月壤样本，进一步证明月球正面在20亿年前仍存在大规模岩浆活动，并且在1.2亿年前还存在小规模火山活动。
然而，对于月球背面的了解主要依赖于遥感数据。直到2024年6月，嫦娥六号成功带回1935.3克月球背面样品，这些样品来自月球背面的南极-艾特肯盆地，为研究月球背面物质组成提供了宝贵的机会。
嫦娥六号样品的突破性发现
《自然》研究：月球背面火山活动持续14亿年以上
中国科学院院士李献华和研究员李秋立领导的研究团队，对嫦娥六号带回的5克月壤中的108颗玄武岩岩屑进行了定年研究。研究发现：
- 嫦娥六号着陆点在28.07±0.03亿年前存在火山活动
- 岩浆来自亏损克里普物质（KREEP）的源区
- 一颗高铝玄武岩岩屑显示42亿年前存在来自富集克里普物质源区的火山活动
这些发现表明，月球背面的火山活动至少持续了14亿年以上，且月幔源区经历了从克里普物质富集到亏损的转变。此外，同位素定年结果与撞击坑统计定年结果基本一致，说明月球正面和背面遭受陨石撞击的概率相当。
《自然》杂志的审稿人高度评价这项研究，认为这是“令人兴奋”的突破，首次对月球背面玄武岩进行了地质年代学分析，提供了高质量数据。
《科学》研究：月幔源区物质组成影响火山活动
中国科学院院士徐义刚和高级工程师张乐领衔的团队，对玄武岩屑中的微小含锆矿物、斜长石和晚期填隙物进行了同位素分析。研究发现：
- 嫦娥六号低钛玄武岩形成于28.3亿年前
- 其月幔源区极度亏损不相容元素
- 这种月幔源区难以发生大规模熔融和火山活动
这一发现挑战了传统观点，即月球背面月壳较厚抑制了火山活动。研究表明，月海玄武岩的分布不仅受月壳厚度影响，月幔源区的物质组成也是关键因素。
《科学》杂志的审稿人认为，这些样品是首次在月球背面采集的，为理解整个月球的地质历史提供了独特视角，研究结果新颖且具有广泛影响力。
科学意义与未来展望
嫦娥六号带回的月球背面样品不仅填补了月球演化历史中的重要空白，还为理解月球二分性（正面与背面的差异）提供了关键线索。这些发现将推动科学家重新思考月球内部结构和热演化过程，为未来的月球探测任务提供重要参考。
嫦娥六号返回月壤样品中记录的两期玄武质火山活动及其月幔源区性质示意图
这些突破性发现展示了中国在月球探测和科学研究领域的实力，也为全球科学家提供了宝贵的研究素材。随着更多嫦娥系列任务的实施，人类对月球的认识将不断深化，为未来的深空探测奠定坚实基础。
本文原文来自中国科学院网站