人类对月球的探索历程悠久,但月球背面的神秘面纱直到1959年才由苏联“月球3号”探测器首次揭开。这次历史性的任务让人们惊讶地发现,月球的正面与背面在地貌上存在显著的差异。正面遍布暗色的“月海”,这些曾被古人误认为海洋的区域,其实是熔岩冷却后形成的玄武岩,占据了月球正面约三分之一的面积。相比之下,月球背面则鲜有月海的踪迹,更多的是密布的环形山和明亮的高地。
随着科技的进步,更多关于月球的研究揭示了正面与背面在成分、月壳厚度以及岩浆活动等方面的不同。例如,NASA的GRAIL探测器发现,月球背面的月壳平均比正面厚约20公里。这一发现加上背面月海稀缺、玄武岩分布稀少的现象,一度让科学家认为月球背面更冷、更早停止了火山活动,仿佛是一颗“早早死去”的星球。
然而,中国的嫦娥六号探测器于2024年6月在月球背面成功着陆,并首次带回了这片未知区域的月壤样本,彻底颠覆了这一认知。嫦娥六号着陆在南极-艾特肯盆地,这是月球上最古老、最大的撞击坑之一,直径超过2500公里,为科学家提供了一个探索月球内部的宝贵窗口。从盆地采集的1.935千克月壤样本,使科学家能够首次直接研究月球背面的物质。
在这些珍贵的样本中,科学家发现了数百个岩石碎屑,其中绝大多数属于典型的玄武岩。令人惊喜的是,他们还找到了一块年龄高达42.03亿年的高铝玄武岩,几乎与月球的年龄相当。这一发现表明,月球背面并非如先前认为的那样早早沉寂,而是经历了长达14亿年的火山活动,直到约28亿年前仍在喷发岩浆。
嫦娥六号的发现对理解月球表面二分性的成因具有重要意义。长期以来,科学家提出了多种假说来解释这一现象,包括KREEP富集差异、地壳厚度差异以及巨大撞击导致的幔源不均匀混合等。嫦娥六号的样本分析结果显示,月球背面的月幔结构本身具有多样性,甚至与正面的月幔结构成分相似。这暗示,月球背面的沉寂可能更多是由于更厚的地壳阻碍了岩浆的上升与喷发,而非地幔的差异。
嫦娥六号带回的样本还验证了科学家通过撞击坑统计来推测星球地质年龄的方法的正确性。这种方法基于干旱星球上陨石撞击留下的坑洞数量与地表年龄的关系。嫦娥六号样本中玄武岩的放射性铅同位素测定年龄与基于撞击坑统计得出的“相对年龄”高度吻合,这不仅证实了月球背面撞击坑计数模型的可靠性,还提供了新的绝对年龄锚点,有助于进一步校正和完善这一模型。