月球“晚年”为何还有火山喷发？中国科学家研究嫦娥六号样品揭秘

中新网北京8月23日电 (记者 孙自法)作为地球的一颗天然卫星，月球起源演化一直以来备受关注。科学界普遍认为，月球在30亿年前就已“休眠”，其火山活动基本停止。

不过，中国嫦娥五号、六号任务分别带回月球正面20亿年前、月球背面28亿年前形成的玄武岩样品，研究证实月球在所谓晚年期依然发生火山喷发。这就引出一个关键科学问题——何种热动力机制支撑着月球在“晚年”仍保持活力？

揭示月球年轻火山活动机制

来自中国科学院的最新消息说，针对月球“晚年”火山喷发这一谜题，中国科学院广州地球化学研究所汪程远副研究员、徐义刚院士团队联合香港大学钱煜奇博士等合作伙伴，共同对嫦娥六号月球样品开展系统性研究，成功揭示出月球年轻火山活动的源区特征与热驱动机制。

这项月球火山活动重要研究成果论文，北京时间8月23日凌晨在国际学术期刊《科学进展》(Science Advances)上线发表。

研究团队介绍说，他们这次研究在嫦娥六号样品中识别出两类形成时间相近(约28亿年前和29亿年前)但成分和来源深度迥异的玄武岩：一类是源自月幔深处(距月表约120公里)的“超低钛玄武岩”；另一类“低钛玄武岩”则来自较浅的月幔(距月表60–80公里)。

通过模拟月球内部的高温高压环境，研究团队发现，这两类岩石来自月球早期岩浆海洋冷却后形成的两种不同岩层，即普通的辉石岩层和含钛铁矿的辉石岩层。

传统观点曾推测月球晚期火山活动可能与源区富水或富含放射性生热元素有关，但嫦娥五号、六号样品均否定了这一假说，因为它们的源区既“干燥”又缺乏放射性生热元素。

基于对嫦娥六号两类玄武岩的对比，研究团队提出一个新的热动力机制：随着月球冷却，其岩石圈不断增厚，深部岩浆难以直接喷出，只能滞留在月幔浅部辉石岩层的底部，这些“被卡住”的岩浆可向上传导热量，从而触发浅部月幔部分熔融，导致火山喷发。

发现月球不对称演化新线索

为进一步验证新机制模型，研究团队还分析了全月球遥感数据，发现距今30亿年前后月球火山活动的热动力机制发生明显转变——30亿年之前热源复杂多样，可能包括放射性物质、潮汐力和陨石撞击等；30亿年之后则趋于单一，自下而上的热传输机制占据主导，使得年轻月球火山活动的源区集中在浅部月幔。

对全月球遥感数据的进一步分析显示，月球正面的晚期火山岩石化学特征基本都与嫦娥五号玄武岩相近，而背面则更大多接近嫦娥六号的超低钛玄武岩。

研究团队认为，这表明月球正面和背面的月幔组成可能存在差异：正面月幔浅部含钛铁矿较多，而背面则相对较少。他们这一发现为理解月球的不对称演化提供了新线索。

或将揭开地月系统更多奥秘

研究团队表示，嫦娥六号样品最新揭秘月球年轻火山喷发的系统性研究，不仅刷新了人们对月球热演化历史的认知，也为解释其他无大气、小型天体的火山活动机制提供重要参考。

中国探月工程一步步改写月球演化教科书，从嫦娥五号到嫦娥六号，它们带回地球的这些年轻玄武岩样品，如同月球“心跳”的记录仪告诉人们：这颗独属于地球的天然卫星的内核在距今30亿年前后仍有余温，“它的故事远比想象中更精彩”。

研究团队还预期，未来随着更多月球样本的深入研究，人类或将揭开地月系统的更多奥秘。(完)