月球背面月幔比正面更“冷”

【瞧！我们的前沿科技】

本报北京10月6日电（记者张晓华） 日前，我国科学家首次基于嫦娥六号月球背面样品研究发现，月球背面月幔相比月球正面更“冷”。这一发现为月球正面与月球背面的月幔温度差异提供了岩石学与地球化学等科学依据，为月球“二分性”特征研究和月球演化提供了关键科学数据。

该研究成果由中核集团核工业北京地质研究院、北京大学、山东大学共同合作完成，相关成果已刊发于国际学术期刊《自然·地球科学》官网。

月球的正面和背面在地形地貌、元素分布和地质单元特征等方面均存在巨大差异。比如，月球正面相对平坦开阔，背面布满沟壑、峡谷和悬崖，地形起伏也更大；月球正面月海占比在30%以上，而月球背面只有约1%至2%的月海；月球正面相对富含放射性元素,而背面相对亏损等，此为月球的“二分性”现象。科学家认为，月球“二分性”可能与月球的形成与演化历史密切相关，并将其列为探索月球奥秘的几个最为关键的科学问题之一。

此前，国内外对月球“二分性”的研究主要依赖于遥感、地球物理探测数据和数值模拟，迫切需要对比分析月球正面和背面的月壤样品，从实际样品角度研究月球正面和背面之间的差异性特征。

嫦娥六号月球背面玄武岩样本的化学成分恰似一个“黑匣子”，记录了其形成时的深部温度压力等信息。联合科研团队通过对月壤玄武岩样品中典型单斜辉石、斜长石等矿物的成分分析，运用单斜辉石单矿物温压计、单斜辉石-熔体平衡温压计、斜长石-熔体平衡温度计等3种不同的温压计来计算单斜辉石、斜长石结晶温度与压力。另外，还通过岩石学模型模拟了嫦娥六号玄武岩结晶过程。4种独立方法得出一致结果：嫦娥六号玄武岩样品的结晶温度约为1100℃，比来自月球正面的嫦娥五号等样品低约100℃。

在此基础上，联合研究团队通过玄武岩全岩成分重建原始岩浆化学组成，计算月幔潜能温度，发现月球背面月幔潜能温度（约1400℃）低于月球正面（约1500℃）。此外，联合科研团队还利用月球遥感数据在更大区域尺度上进行了验证分析。他们选取月球正面和背面的月海玄武岩区域，通过卫星遥感获取的表面岩石化学成分计算，表明月球背面月幔潜能温度低于正面约70℃，与样品分析结论相近，进一步增强了研究成果的可信度。