月球,作为地球的忠实伴侣,其起源与演化历程长久以来吸引着科学家们的广泛关注。长久以来,科学界普遍认为月球在大约30亿年前已经“沉寂”,火山活动几乎停止。然而,这一认知随着中国嫦娥探月任务的深入而发生了转变。
嫦娥五号与六号任务分别带回了月球正面与背面的玄武岩样品,这些样品揭示了月球在看似“晚年”的时期依然存在着火山喷发的痕迹。这些发现引发了科学界对月球晚期火山活动背后热动力机制的深入探究。
近日,中国科学院广州地球化学研究所的研究团队,携手香港大学的合作伙伴,针对嫦娥六号带回的月球样品进行了系统性研究。他们的研究成果在国际学术期刊《科学进展》上发表,成功描绘了月球年轻火山活动的源区特征及其热驱动机制。
研究团队还否定了传统观点中关于月球晚期火山活动可能与源区富水或富含放射性生热元素有关的推测。他们发现,嫦娥五号与六号样品的源区既“干燥”又缺乏放射性生热元素。相反,他们提出了一个新的热动力机制:随着月球冷却,岩石圈增厚,深部岩浆难以直接喷出,只能滞留在月幔浅部,这些岩浆向上传导热量,从而触发浅部月幔部分熔融,导致火山喷发。
为进一步验证这一新机制,研究团队还分析了全月球的遥感数据。他们发现,在距今约30亿年前后,月球火山活动的热动力机制发生了显著变化。30亿年之前,热源复杂多样,可能包括放射性物质、潮汐力和陨石撞击等;而30亿年之后,热源趋于单一,自下而上的热传输机制占据主导地位,使得年轻月球火山活动的源区集中在浅部月幔。
研究团队还发现月球正面与背面的月幔组成存在差异。月球正面的晚期火山岩石化学特征与嫦娥五号玄武岩相近,而背面则更多接近嫦娥六号的超低钛玄武岩。这一发现为理解月球的不对称演化提供了新的线索。
科学家们表示,嫦娥六号样品的研究不仅刷新了人们对月球热演化历史的认知,也为解释其他无大气、小型天体的火山活动机制提供了重要参考。这些发现表明,月球的“故事”远比人们之前想象的更加精彩和复杂。
中国探月工程的不断深入,正逐步改写月球演化的教科书。从嫦娥五号到嫦娥六号,这些任务带回的月球样品如同月球“心跳”的记录仪,向人们展示了月球内核在距今30亿年前后依然存在的活力。科学家们期待,未来随着更多月球样本的深入研究,人类将能够揭开地月系统更多的奥秘。