中秋将至，当人们仰望夜空中的明月，总会被那轮皎洁的玉盘所吸引。自古以来，月亮便是文人墨客笔下永恒的主题，承载着无数浪漫想象与情感寄托。从李白的“床前明月光”到神话中的广寒宫，月球始终是人类探索未知的重要对象。如今，随着中国探月工程的不断推进，这颗神秘的星球正逐渐揭开它的面纱。
2024年6月25日，一个令全球科学界瞩目的时刻到来：嫦娥六号返回器携带1935.3克月球背面土壤样本成功返回地球。这批珍贵的月壤不仅填补了人类获取月背样本的空白，更为研究月球演化提供了关键素材。北京大学地球与空间科学学院李扬研究员团队与核工业北京地质研究院、山东大学等单位合作，对这些样本展开了深入研究。
研究团队采用多种方法对月壤样本进行分析。他们运用矿物温压计技术，通过测定样本中矿物的元素组成，反推出这些矿物形成时的环境温压条件。为确保结果的准确性，团队同时使用了三种不同的温压计进行独立计算，并采用岩石学模型进行验证。结果显示，嫦娥六号样本的结晶温度约为1100摄氏度，比来自月球正面的样本低约100摄氏度。
进一步的研究发现，月球背面地幔的潜能温度约为1400摄氏度，而正面地幔的温度则达到1500摄氏度左右。这一温差为理解月球的“二分性”提供了直接证据。所谓月球二分性，是指月球正面和背面在地质特征上的显著差异，如正面有广阔的月海而背面则以崎岖的高地为主。
为了验证这一结论的可靠性，研究团队还结合了月球遥感数据。他们在嫦娥六号着陆区域附近选取了形成年代相近的月球正面玄武岩区域，通过卫星遥感获取的表面岩石化学组成进行分析。结果显示，月球背面地幔温度比正面低约70摄氏度，这与直接分析月壤样本得出的结论高度一致。
这项研究的意义不仅在于揭示了月球内部的温度差异，更为理解月球的演化历史提供了新视角。月球背面的南极-艾特肯盆地是月球上最大、最深的古老撞击盆地，形成于约43亿年前。嫦娥六号在此采集的样本可能包含了月球早期演化的重要信息，有助于科学家重建月球的形成过程。
参与这项研究的不仅有资深科学家，还有一批年轻的学子。北京大学地球与空间科学学院的本科生和研究生深度参与了月壤样本的分析工作。2022级地球化学专业本科生何潜、郑烨与2023级本科生付卓玥在学校本科生科研计划的支持下，参与了与月球样品相关的研究项目。他们的成果成为课题组针对嫦娥样品工作的重要组成部分。
研究团队面临的挑战之一是样本量的稀缺。他们仅获得了300毫克月壤样本，其中可用于分析的部分被限制在100毫克以内。为了充分利用这些珍贵样本，团队成员轮流值守，在多个实验室同步推进实验，接力开展样品岩石学和地球化学的多项关键指标测试。经过两个月的紧张工作，他们终于获得了精确的测试数据。
月球背面的神秘面貌也随着研究的深入逐渐清晰。由于地月之间的“潮汐锁定”效应，月球的自转周期与公转周期相同，导致我们永远只能看到月球的同一面。月球背面崎岖的表面布满了密密麻麻的陨石坑，记录着太阳系早期撞击事件的痕迹，而正面则以广阔的月海为特征。这种差异的成因一直是科学界争论的焦点。
此次研究首次利用月球样品揭示了月背的地幔热状态，为理解月球的“双面性”提供了岩石学与地球化学的直接证据。研究结果表明，月球背面地幔比正面更冷，这一发现支持了月球在形成初期可能经历了不对称演化的假说。
当人们再次仰望中秋的明月时，这轮曾引发无数遐想的玉盘已不再那么神秘。中国的探月工程正在一步步揭开月球的面纱，而年轻一代的科学家们也在这场探索中崭露头角。他们用实际行动证明，对宇宙的诗意想象可以转化为科学的突破与创新。
