北京时间2025年8月23日,国际学术期刊《科学进展》刊发一项重磅研究:中国科学院广州地球化学研究所团队通过分析嫦娥六号从月球背面南极-艾特肯盆地带回的玄武岩样品,首次揭示了月球在“晚年”仍存在火山活动的热动力机制。这一发现不仅改写了月球热演化历史,更挑战了传统认知中“月球30亿年前已休眠”的论断。
颠覆认知:月球“晚年”的火山密码
传统观点认为,月球因质量小、冷却快,其火山活动应在30亿年前基本停止。然而,嫦娥五号(20亿年前)与嫦娥六号(28亿年前)带回的玄武岩样品证明,月球在“晚年”仍维持着火山喷发。研究团队在嫦娥六号样品中识别出两类形成时间相近的玄武岩:一类源自月幔深处120公里的“超低钛玄武岩”,另一类来自较浅月幔(60-80公里)的“低钛玄武岩”。通过模拟月球内部环境,科学家发现,这两类岩石源于月球早期岩浆洋冷却后形成的不同岩层——普通辉石岩层与含钛铁矿辉石岩层。
热动力新机制:被“卡住”的岩浆
研究否定了“放射性元素生热”或“富水驱动”的传统假说,提出全新解释:随着月球冷却,其岩石圈不断增厚,深部岩浆难以直接喷发,滞留在月幔浅部的岩浆通过热传导,触发了浅部月幔部分熔融,最终形成火山喷发。这一机制表明,月球晚期火山活动的热源并非外部因素,而是内部热量的“二次利用”。
月幔“超亏损”之谜与撞击改造
嫦娥六号样品揭示,月背月幔源区呈现“超亏损”特征——极度缺乏易熔元素(如钾、稀土元素等)。研究团队提出两种可能模型:
先天贫瘠:月球岩浆洋早期结晶时,残余物质天然贫瘠;
后天改造:南极-艾特肯盆地巨型撞击事件抽离月幔物质,导致剩余物质“超亏损”。
这一发现为理解月球正背面物质差异提供了关键线索。
月球不对称演化的新证据
通过对全月球遥感数据的分析,研究团队发现,月球正面与背面火山活动存在显著差异:正面火山岩多富含钛铁矿,而背面则以超低钛玄武岩为主。这种差异暗示,月球正面与背面月幔组成可能不同,进一步支持“月球不对称演化”假说。
科学意义:从月球到太阳系
此次研究不仅刷新了月球热演化模型,更为解释其他无大气天体(如水星、火星卫星)的火山活动机制提供了参考。正如研究团队所言:“嫦娥六号样品如同月球的‘心跳记录仪’,揭示这颗卫星的内核在30亿年前仍有余温。”
结语
从嫦娥五号到嫦娥六号,中国探月工程正逐步揭开月球的演化密码。这些来自月球背面的“年轻”玄武岩,不仅记录着地月系统的过去,更预示着人类对太阳系天体认知的未来。正如《科学进展》论文所述:“月球的故事,远比我们想象中更精彩。”
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