国家航天局与国家原子能机构近日联合宣布,基于嫦娥六号从月球背面采集的月壤样本,我国科学家首次发现月球背面月幔温度较正面更低,这一发现为理解月球“二分性”特征提供了新的科学依据。相关研究成果已发表于国际权威学术期刊《自然·地球科学》,由中核集团核工业北京地质研究院、北京大学及山东大学联合完成。
研究团队通过分析嫦娥六号带回的玄武岩样本,揭示了月球背面月幔的独特性质。月幔作为月球内部最大的组成部分,其温度和成分直接影响月球的演化过程。科学家运用单斜辉石单矿物温压计、单斜辉石-熔体平衡温压计及斜长石-熔体平衡温度计等三种独立方法,对样本中的单斜辉石和斜长石矿物进行成分分析,结合岩石学模型模拟结晶过程,得出一致结论:嫦娥六号玄武岩的结晶温度约为1100℃,较月球正面的嫦娥五号样本低约100℃。
进一步计算显示,月球背面月幔的潜能温度约为1400℃,而正面月幔温度约为1500℃,两者相差约70℃。为验证这一结果,团队还利用月球遥感数据,对正背面月海玄武岩区域的表面岩石化学成分进行分析,结果与样本分析高度吻合,增强了研究的可信度。
月球“二分性”现象,即月球正面与背面在地形地貌、物质组成及地质特征上的显著差异,一直是科学界关注的焦点。中核集团首席科学家李子颖指出,月球正面地形相对平坦,月海面积占30%以上,且富含放射性元素;而背面则沟壑纵横,月海面积仅约1%-2%,放射性元素含量较低。这些差异可能与月球的形成与演化历史密切相关。
李子颖解释,月球作为地球的“孪生姐妹”,保留了更多早期特征,未经历地球那样强烈的后期地质改造,因此研究月球对理解地球的过去具有重要意义。他强调,月壤研究不仅是科学问题,更是一个系统工程,涉及样品申请、保存、分析等多个环节,需要高水平的技术支撑。
近年来,我国在月球探索领域取得了显著进展。中核集团核工业北京地质研究院建立了月球样品分析检测实验室,开展模拟月壤实验,为月壤研究奠定了基础。李子颖透露,团队未来将继续围绕月球核能元素、年代学及矿物组成等方面展开深入研究,以期揭示更多月球的奥秘。