新華社北京10月6日電 題：月球背面月幔相比月球正面的更“冷”？嫦娥六號樣品研究新成果解析

新華社記者宋晨

10月6日，國家航天局和國家原子能機(jī)構(gòu)聯(lián)合發(fā)布嫦娥六號月球背面樣品研究最新成果。我國科學(xué)家首次基于嫦娥六號月球背面樣品（月壤）研究發(fā)現(xiàn)，月球背面月幔相比月球正面的更“冷”，進(jìn)一步深化了人類對月球“二分性”現(xiàn)象的認(rèn)識，為月球正面與月球背面的月幔溫度差異提供了巖石學(xué)與地球化學(xué)等科學(xué)依據(jù)，為月球演化和“二分性”特征研究提供了科學(xué)數(shù)據(jù)。

中核集團(tuán)首席科學(xué)家李子穎介紹，月球就像一本記錄了太陽系歷史的書籍，而月幔是這本書的“核心章節(jié)”。月幔位于月殼之下，是月球體積最大的組成部分，月球古老的火山活動正是由月幔物質(zhì)上涌形成的。因此，月幔等月球內(nèi)部特征對于月球演化研究至關(guān)重要。

“在研究中，我們利用可‘偵探’的多種手段，對嫦娥六號從月球背面帶回的玄武巖樣品進(jìn)行了精細(xì)分析?！敝泻思瘓F(tuán)核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測試研究所青年科研工作者何升說，這些樣本的化學(xué)成分如同一個(gè)“黑匣子”，記錄了其形成時(shí)的深部溫度壓力等信息。

據(jù)介紹，研究團(tuán)隊(duì)通過對月壤玄武巖樣品中典型單斜輝石、斜長石等礦物的成分分析，運(yùn)用“單斜輝石單礦物溫壓計(jì)”“單斜輝石-熔體平衡溫壓計(jì)”“斜長石-熔體平衡溫壓計(jì)”三種不同的溫壓計(jì)來計(jì)算玄武巖形成的溫度與壓力。為確保研究結(jié)果的科學(xué)性，團(tuán)隊(duì)還通過巖石學(xué)模型模擬了嫦娥六號玄武巖結(jié)晶過程。以上方法得出了一致結(jié)果：嫦娥六號玄武巖樣品的結(jié)晶溫度約為1100攝氏度，比來自月球正面的嫦娥五號等樣品低約100攝氏度。

研究團(tuán)隊(duì)還通過玄武巖全巖成分重建原始巖漿化學(xué)組成，計(jì)算月幔潛能溫度，發(fā)現(xiàn)月球背面月幔潛能溫度（約1400攝氏度）低于月球正面（約1500攝氏度）。此外，團(tuán)隊(duì)還利用月球遙感數(shù)據(jù)在更大區(qū)域尺度上進(jìn)行驗(yàn)證分析，選取了月球正面和背面的月海玄武巖區(qū)域，通過衛(wèi)星遙感獲取的表面巖石化學(xué)成分計(jì)算，表明月球背面月幔潛能溫度低于正面約70攝氏度，與樣品分析結(jié)論相近，進(jìn)一步增強(qiáng)研究成果的可信度。

此前研究發(fā)現(xiàn)，月球正面和背面在地形地貌、元素分布和巖石特征等方面均存在巨大差異。如正面相對平坦開闊，背面布滿溝壑、峽谷和懸崖，地形起伏也更大；月球正面有著較多的月海，這是由早期火山活動形成的平坦的玄武巖區(qū)域，占據(jù)了月球正面30%以上，而月球背面只有約1%至2%的月海等?？茖W(xué)家們將月球正面和背面的差異性稱為“二分性”現(xiàn)象，將其列為探索月球奧秘的幾個(gè)關(guān)鍵科學(xué)問題之一，認(rèn)為這可能與月球的形成與演化歷史密切相關(guān)。

該研究結(jié)果由中核集團(tuán)核工業(yè)北京地質(zhì)研究院、北京大學(xué)、山東大學(xué)共同合作完成，已刊發(fā)于國際學(xué)術(shù)期刊《自然-地球科學(xué)》官網(wǎng)。