嫦娥六号带回的月球样品中，包含一批形成于28亿年前的玄武岩。玄武岩如同月球“心跳”的记录仪，我国科研团队对嫦娥六号月壤样品展开系统性研究，揭秘了月球在晚年期仍然保持活力的原因。8月23日，相关研究成果在国际学术期刊《科学进展》发表。
科学界普遍认为，月球在30亿年前就已“休眠”，火山活动基本停止。但我国嫦娥五号、嫦娥六号任务从月球带回了更“年轻”的玄武岩样品，它们分别形成于约20亿年前和约28亿年前。“这意味着，月球在‘晚年’依然发生过火山喷发，这背后的热动力机制值得我们探究。”中国科学院广州地球化学研究所副研究员汪程远表示。
中国科学院广州地化所联合香港大学科研团队，在嫦娥六号样品中识别出两类形成时间相近，但成分和来源深度迥异的玄武岩。其中，形成于约29亿年前的超低钛玄武岩源自约120公里深的月幔，来自60至80公里深的较浅月幔低钛玄武岩则形成于约28亿年前。
“我们模拟了月球内部的高温高压环境，发现这两类岩石来自月球早期岩浆海洋冷却后，形成的两种不同的辉石岩层。”汪程远说，基于这两类玄武岩的对比，研究团队提出了一种新的热动力机制：随着月球冷却，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”岩浆能够向上传导热量，从而触发浅部月幔部分熔融，导致火山喷发。
为进一步验证这一理论，团队还分析了全月球遥感数据。他们发现，约30亿年前后月球火山活动的热动力机制发生了明显转变。30亿年前，月壤的热源复杂多样，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地位，这使得“年轻”的月球火山活动的源区集中在浅部月幔。
月球正面和背面的组成成分具有“二分性”，全月球遥感数据分析也进一步支持了这个观点。月球正面的晚期火山岩石化学特征基本与嫦娥五号玄武岩相近，背面则大多接近嫦娥六号的超低钛玄武岩，说明正面月幔浅部含钛铁矿较多，背面则相对较少。这为理解月球的不对称演化提供了新线索。
这项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了重要参考。未来，随着更多月球样本的研究，人类或将揭开更多地月系统的奥秘。
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记者：刘苏雅
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