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。我国科研团队首次通过月壤分析证实,月球背面月幔温度较正面更低,这一发现为理解月球演化过程中的“正背差异”现象提供了关键科学依据。
研究由中核集团核工业北京地质研究院牵头,联合北京大学、山东大学团队共同完成,相关成果已发表于国际权威期刊《自然·地球科学》。月球月幔作为月壳下方的核心层,占据月球大部分体积,其物质上涌直接驱动了月球早期的火山活动,因此月幔特性是揭示月球演化历史的关键线索。
科研团队采用多维度分析方法,对嫦娥六号带回的玄武岩样品展开深入研究。通过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技术手段,结合岩石学模型模拟,团队得出一致结论:月球背面玄武岩结晶温度约为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,计算显示背面月幔潜能温度约1400℃,低于正面约100℃。
为验证这一结论,研究团队利用月球遥感数据对更大范围月海玄武岩区域展开分析。通过卫星获取的表面岩石化学成分计算,结果显示背面月幔潜能温度较正面低约70℃,与实验室分析结果高度吻合,显著提升了研究成果的可信度。
月球“正背差异”现象长期困扰科学界。此前研究显示,月球正面地形相对平坦,月海覆盖面积超过30%,且富含放射性元素;而背面则布满沟壑峡谷,月海面积不足2%,放射性元素含量显著低于正面。这种地形、元素分布及地质单元的显著差异,被科学家定义为月球的“二分性”特征,其形成机制与月球演化历史密切相关。
此次研究通过月壤样品与遥感数据的双重验证,首次从温度角度揭示了月球正背面月幔的差异,为理解月球“二分性”现象提供了岩石学与地球化学层面的直接证据。这一发现不仅深化了人类对月球内部结构的认知,也为后续月球探测任务的科学目标制定提供了重要参考。