国家航天局与国家原子能机构近日联合宣布,基于嫦娥六号月球背面样品的研究取得突破性进展——中国科学家首次证实,月球背面月幔温度较正面更低,这一发现为揭示月球“二分性”特征提供了关键科学证据。
研究团队通过多维度分析手段,对嫦娥六号带回的月球背面玄武岩样品展开深入研究。科研人员发现,这些样品的结晶温度约为1100℃,较月球正面同类样品低约100℃。进一步通过全岩成分重建原始岩浆化学组成,计算得出月球背面月幔潜能温度约为1400℃,显著低于正面的1500℃。卫星遥感数据对月海玄武岩区域的表面化学成分分析也印证了这一结论,显示背面月幔温度较正面低约70℃。
月幔作为月球最大的内部组成部分,其特征直接关联着月球的演化历史。研究指出,月球古老的火山活动由月幔物质上涌形成,因此月幔温度差异对理解月球形成机制至关重要。中核集团核工业北京地质研究院研究员李婷透露,嫦娥六号月壤样品较嫦娥五号更细碎,许多看似完整的岩屑内部存在大量裂隙,这大幅增加了目标矿物筛选的难度,工作量较此前翻了一倍。
在技术方法上,科研团队综合运用了“单斜辉石单矿物温压计”“单斜辉石-熔体平衡温压计”“斜长石-熔体平衡温度计”三种温压计,结合岩石学模型模拟结晶过程,四种独立方法均得出一致结论。这种多手段交叉验证的研究方式,显著提升了结果的可靠性。
中核集团首席科学家李子颖强调,月球正面与背面的差异性被称为“二分性”现象,是月球研究中最关键的科学问题之一。此前研究已发现,月球正面与背面在地形地貌、元素分布和岩石特征上存在显著差异:正面地形相对平坦,月海面积占30%以上,且富含放射性元素;背面则布满沟壑峡谷,月海面积仅1%—2%,放射性元素相对匮乏。此次月幔温度差异的发现,为解释这些现象提供了新的物理化学依据。
该成果由中核集团核工业北京地质研究院、北京大学、山东大学联合完成,相关论文已发表于《自然·地球科学》。这是继2022年发现新矿物“嫦娥石”后,核工业与航天领域跨行业合作的又一重要突破。