嫦六揭秘月球“晚年”火山噴發

【中新社北京二十三日電】作為地球的一顆天然衛星，月球的起源演化備受關注。科學界普遍認為，月球在三十億年前就已“休眠”，其火山活動基本停止。不過，中國嫦娥五號、六號任務分別帶回月球正面二十億年前、月球背面二十八億年前形成的玄武岩樣品，研究證實月球在所謂“晚年”期依然發生火山噴發。這就引出一個關鍵科學問題——何種熱動力機制支撐着月球在“晚年”仍保持活力？

提新熱動力機制

來自中國科學院的最新消息說，針對月球“晚年”火山噴發這一謎題，中國科學院廣州地球化學研究所汪程遠副研究員、徐義剛院士團隊聯合香港大學錢煜奇博士等合作夥伴，共同對嫦娥六號月球樣品開展系統性研究，成功揭示月球年輕火山活動的源區特徵與熱驅動機制。

這項月球火山活動重要研究的成果論文，北京時間二十三日凌晨在國際學術期刊《科學進展》發表。

研究團隊介紹，這次研究在嫦娥六號樣品中識別出兩類形成時間相近（約二十八億年前、二十九億年前）但成份和來源深度迥異的玄武岩：源自月幔深處（距月表約一百二十公里）的“超低鈦玄武岩”、來自較淺月幔（距月表六十公里至八十公里）的“低鈦玄武岩”。

通過模擬月球內部的高溫高壓環境，研究團隊發現，這兩類岩石來自月球早期岩漿海洋冷卻後形成的兩種不同岩層，即普通的輝石岩層和含鈦鐵礦的輝石岩層。

傳統觀點曾推測月球晚期火山活動可能與源區富水或富含放射性生熱元素有關，但嫦娥五號、六號樣品研究均否定了這一假說。

基於對嫦娥六號兩類玄武岩的對比，研究團隊提出一個新的熱動力機制：隨着月球冷卻，其岩石圈不斷增厚，深部岩漿難以直接噴出，只能滯留在月幔淺部輝石岩層的底部，這些“被卡住”的岩漿可向上傳導熱量，從而觸發淺部月幔部分熔融，導致火山噴發。

為進一步驗證新機制模型，研究團隊還分析了全月球遙感數據，發現距今三十億年前後月球火山活動的熱動力機制發生明顯轉變——三十億年之前熱源複雜多樣，可能包括放射性物質、潮汐力和隕石撞擊等；三十億年之後則趨於單一，自下而上的熱傳輸機制佔據主導，使得年輕月球火山活動的源區集中在淺部月幔。

助研不對稱演化

對全月球遙感數據的進一步分析顯示，月球正面的晚期火山岩石化學特徵基本都與嫦娥五號玄武岩相近，而背面則大多接近嫦娥六號的超低鈦玄武岩。這表明月球正面和背面的月幔組成可能存在差異：正面月幔淺部含鈦鐵礦較多，而背面則相對較少，也為理解月球的不對稱演化提供了新線索。

研究團隊認為，嫦娥六號樣品最新揭秘月球年輕火山噴發的系統性研究，不僅刷新了人們對月球熱演化歷史的認知，也為解釋其他無大氣小型天體的火山活動機制提供了重要參考。

中國探月工程一步步改寫月球演化教科書，從嫦娥五號到嫦娥六號，它們帶回地球的玄武岩樣品如同月球“心跳”的記錄儀：這顆獨屬於地球的天然衛星的內核在距今三十億年前後仍有“餘溫”。

研究團隊預期，未來，隨着更多月球樣本的深入研究，人類或將揭開地月系統的更多奧秘。