国家航天局与国家原子能机构联合宣布,基于嫦娥六号月球背面样品的研究取得突破性进展。中国科学家通过分析月壤样本发现,月球背面月幔温度显著低于正面,这一发现为理解月球“二分性”现象提供了关键科学依据。相关研究成果已发表于国际顶级学术期刊《自然·地球科学》。
研究团队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组成,采用多学科交叉方法对嫦娥六号带回的玄武岩样品展开分析。月幔作为月球内部最大的组成部分,其温度特征直接反映月球演化历史。科学家通过单斜辉石单矿物温压计、斜长石-熔体平衡温度计等四种独立技术手段,测定样品结晶温度约为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,计算得出背面月幔潜能温度约1400℃,低于正面约1500℃。
为验证实验室结论的普适性,研究团队结合月球遥感数据开展大范围分析。通过卫星获取的月海玄武岩区域化学成分计算显示,背面月幔潜能温度较正面低约70℃,与样品分析结果高度吻合。这种温度差异与月球表面地貌特征形成呼应:月球正面分布着占表面积30%以上的月海,而背面月海面积不足2%;正面地形相对平坦,背面则布满密集的撞击坑与峡谷。
月球“二分性”现象还体现在元素分布差异上。此前研究表明,月球正面富含铀、钍等放射性元素,而背面相应元素含量显著降低。这种正背面非对称性被科学家视为揭示月球形成与演化机制的关键线索。新发现的月幔温度差异,为解释月球早期火山活动分布、月壳厚度变化等地质特征提供了重要约束条件。
该研究延续了我国在月壤分析领域的领先优势。2022年,同一科研团队曾在嫦娥五号样品中发现新矿物“嫦娥石”,此次跨行业协作再次彰显核技术、空间科学与地质学的融合创新潜力。研究团队表示,后续将结合更多月球样品与遥感数据,深入探究月幔物质组成与热演化历史。