北京时间7月9日夜间，中国科学院国家天文台等多家科研院校的研究团队关于嫦娥六号月球背面样品的研究成果，以封面文章形式在国际知名学术期刊《自然》上线发表。该研究揭示了月球背面月幔物质的“超亏损”特征，并提出两种成因模型，为了解月球早期壳 - 幔演化历史及正背面差异之谜提供关键信息。
嫦娥六号开启月球背面研究新窗口
月球正面相对平坦，有广阔的玄武岩平原；背面则高地遍布，月海稀少。过去所有月球采样任务都在正面进行，月球背面样本缺失使得背面深部月幔特征成谜。2024年6月，嫦娥六号成功实现人类首次月球背面采样，从南极 - 艾特肯盆地内月海区域带回珍贵样本，为研究月球背面深部月幔物质“打开了一扇前所未有的窗口”。
研究揭示月幔物质“超亏损”特征
研究团队对嫦娥六号采回样品中28亿年前的玄武岩屑进行详细研究，包括观察岩石结构、矿物成分和特殊的同位素“化学指纹”分析。结果发现，形成这些玄武岩的月幔源区，状态极其“贫瘠”，专业上称为“超亏损”，意味着它非常缺乏容易熔融、随岩浆上涌的不相容元素。
两种模型解释“超亏损”成因
为解释“超亏损”特性的形成，研究团队提出“先天贫瘠”和“后天改造”两种模型。“先天贫瘠”模型认为，月球形成初期是巨大岩浆海洋，冷却结晶时，重矿物沉底形成下月幔，轻矿物浮顶形成月壳，过程中不相容元素被带走，深部残余物质本身就“贫瘠”，小比例部分熔融（1% - 1.5%）和较高分离结晶作用（66% - 75%）可形成嫦娥六号玄武岩浆。“后天改造”模型认为，月球背面经历南极 - 艾特肯盆地撞击事件，后期强烈火山活动改造浅部月幔区域，大量岩浆被抽取，剩余月幔物质不相容元素几乎被榨干，形成“超亏损”状态，经更小比例部分熔融（0.7% - 1.0%）和更低程度分离结晶作用（低于40%）可形成嫦娥六号玄武岩浆。
研究成果意义重大
研究团队表示，若“先天贫瘠”模型成立，嫦娥六号玄武岩可能来自深部未受显著扰动的“超亏损”月幔，月球正背面深部月幔物质最初可能相似对称，如今的差异或许是后期月质作用改造的“表面现象”；若“后天改造”模型成立，表明巨型撞击事件不仅重塑月球表面形态，还影响内部物质组成，为理解太阳系内其他类地天体早期壳 - 幔分异演化提供新思路。无论哪种模型，“超亏损”月幔都是首次获取的月球背面深部物质特性关键证据，为了解月球早期内部演化提供独一无二的信息，是揭开月球正背面巨大差异之谜的关键一步。
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