首次揭示月背約42億年前和28億年前存在火山活動

本報北京7月9日電 （吳月輝、劉珈如）7月9日，中國科學院舉行新聞發佈會，發佈嫦娥六號月球樣品最新研究成果。當天，中國科學院地質與地球物理研究所（以下簡稱“地質地球所”）、中國科學院國家天文台（以下簡稱“國家天文台”）與南京大學等科研團隊，利用嫦娥六號採回的月球背面樣品取得的四項研究成果以封面文章形式發表於國際學術期刊《自然》雜誌。四項研究分別揭示了月背岩漿活動、月球古磁場、月幔水含量及月幔演化特徵，首次揭開了月球背面的演化歷史。

月球具有“二分性”，其正面和背面在形貌、成分、月殼厚度、岩漿活動等方面存在顯著差異，但月球“二分性”的形成機制仍然懸而未決，是月球科學研究中亟待解決的關鍵問題。此前，科學界對於月球背面的認識主要基於遙感研究，嫦娥六號在人類歷史上首次攜帶1935.3克月球背面樣品返回地球，這些樣品採集於月球上最大、最古老的撞擊遺蹟——南極—艾特肯盆地，為釐清月球正面和背面物質組成的差異、破解月球“二分性”之謎提供了難得的機遇。

此次，科學家們通過嫦娥六號月球樣品取得了多個“首創性”的關鍵進展：首次揭示月背約42億年前和28億年前存在火山活動，此類活動至少持續了14億年；首次獲得月背古磁場信息，發現月球磁場強度可能在28億年前發生過反彈，指示月球發電機磁場並非單調衰減而是存在波動；首次獲得月球背面月幔的水含量，發現其顯著低於正面月幔，指示月球內部水分佈也存在“二分性”；首次發現月球背面玄武岩來自極其虧損的源區，它可能指示了原始月幔的極度虧損，或緣於大型撞擊事件導致的熔體抽取，揭示大型撞擊事件可能對月球深部圈層演化產生巨大影響。

中國科學院院士、地質地球所研究員吳福元表示：“南極—艾特肯盆地是月球三大構造單元之一，直徑約2500千米，該撞擊遺蹟形成的能量大約相當於原子彈爆炸的萬億倍，但這種大型撞擊到底對月球演化造成怎樣的影響，一直是未解之謎。此次在《自然》雜誌發表的四篇文章，首次系統揭示了南極—艾特肯大型撞擊的效應，這是成果的核心亮點。”

除了此次四項科學進展，一年來，中國科學院的科學家們利用嫦娥六號月球樣品還取得了其他許多科學突破。例如，國家天文台與合作者發表嫦娥六號月球樣品的首篇研究論文，揭秘了樣品的物理、礦物和月幔演化特徵；廣州地球化學研究所與合作者也發現月球背面28億年前存在火山活動，並率先發現其月幔源區極度虧損，由此提出月球岩漿活動是月殼厚度以及源區物質組成共同作用的結果，為月海玄武岩分佈的“二分性”提供了全新認識；地質地球所與合作者首次精確測定南極—艾特肯盆地形成於42.5億年前，讓人類在瞭解太陽系早期大型撞擊歷史方面有了更精確的“宇宙時鐘”標尺。

此前，中國科學家利用嫦娥五號月球樣品證明月球正面在20億年前仍存在岩漿活動，使目前已知月球地質壽命“延長”了10億年，曾被國際同行評價為“改變了對月球演化歷史的認知”，使得月球樣品研究進入“嫦娥時代”。對此，國家天文台研究員李春來表示，中國探月工程的成功是科學與工程深度融合的典型範例，隨着更多“一手數據”的獲取，中國行星科學將從“跟跑”邁向“並跑”，甚至在某些領域實現引領。