嫦娥六号探月将解开月球背面的巨大谜团

嫦娥六号任务当前正前往月球背面采集样本，将测试关于月球近、远两面差异如此之大的理论。

自5月3日发射以来，嫦娥六号预计将于6月初在阿波罗双环撞击盆地内着陆，该盆地位于更大的南极-艾特肯盆地（SPA）内。

庞大的SPA是太阳系中最大的撞击特征，面积达到2,400乘以2,050公里，形成于大约43亿年前，即太阳系早期。阿波罗拥有双环结构，其内环山峰直径为247公里，外环约492公里。

作为首次从月球背面返回样本的任务，嫦娥六号旨在带回约2公斤（4.4磅）珍贵的月球材料。月球背面是一个相对未知的地方；其神秘性还因我们无法从地球看到它而增强。

它首次被苏联的“月球3号”宇宙飞船于1959年拍摄。有了这张照片，全世界的科学家惊奇地发现，月球背面与我们熟悉的那一面看起来截然不同。

尽管近、远两面都布满了众多的陨石坑，但近面还展示了被称为月海的广阔火山平原，形成了“月亮上的人”形状，覆盖了整个近面区域约31%的面积。与此同时，远面则正好相反，只有大约1%的区域覆盖着火山平原。

那么，近面和远面为何会有如此大的差异呢？地壳的厚度似乎是一个因素。事实上，2011年，NASA的GRAIL（重力恢复与内部实验室）任务发现，平均而言，远面的地壳比近面的地壳厚20公里（12英里）。

原因可能可以追溯到约45亿年前，当时一个火星大小的原行星撞击地球时，我们的月球从被撞击的地球周围的碎片中形成。
月球从这些碎片中凝聚时，变成了潮汐锁定，意味着它总是会向我们的星球展示同一面。巨大的撞击使地球表面完全熔化，并向月球近面辐射热量，实际上使其保持熔化状态更长时间。科学家们认为，岩石会在近面蒸发，在较冷的远面凝结，使得远面的地壳更厚。

香港大学的钱玉琪在一份声明中表示：“基本发现表明，近面和远面地壳厚度的差异可能是月球不对称火山活动的主要原因。”

钱玉琪是一项新研究的主要作者之一，该研究表明嫦娥六号带回地球的样本材料可以用来测试这一理论。

在月球地壳厚的地方，比如大部分远面，岩浆通过岩石的裂缝上涌时无法穿透表面。在地壳薄的地方，比如近面，这些裂缝可以让岩浆确实穿透，熔岩可以喷发。
SPA和阿波罗盆地尽管都位于月球远面，但它们提出了一些矛盾,这是因为它们深深地穿透了月球地壳，在这些巨大撞击点的底部，地壳比远面其他地方都薄。而且，这些盆地内确实有火山平原，但它们的区域只有5%被玄武岩熔岩流覆盖。这种有限的火山活动似乎与地壳厚度决定火山活动的观点相悖，这是月球科学中长期存在的一个悖论。

另一种可能性表明，近面可能包含比远面更多的放射性元素。这些元素可能产生热量，导致下部地幔熔化，从而产生更多的岩浆以及更薄的地壳，因此有更多的火山活动。

尽管如此，通过在远面少数火山平原之一着陆，嫦娥六号可以带回样本直接测试这些理论。特别是嫦娥六号将着陆的阿波罗盆地区域包含了值得研究的多样化材料。
还有一些证据表明该地区曾发生过两次主要的火山喷发。科学家们认为，大约33.5亿年前的一次可能会使整个区域被含钛量低的岩浆覆盖。另一次可能在30.7亿年前发生，可能含有较多钛的岩浆，并且更局部地在查菲S（Chaffee S，以罗杉卓·查菲（Roger Chaffee）命名，他是阿波罗1号灾难中不幸遇难的宇航员之一）陨石坑附近喷发，向东扩散并逐渐变薄。

新研究表明，从查菲S附近取样将带来最大的科学收益。这一区域上层有富钛玄武岩，下层有贫钛玄武岩，以及来自撞击的各种弹射物。

香港的约瑟夫·米哈尔斯基（Joseph Michalski）说：“多样的样本来源将为解决阿波罗盆地隐藏的一系列月球科学问题提供重要洞见。”

米哈尔斯基与钱玉琪、他的香港同事郭春赵（Guochun Zhao）以及来自中国、德国和美国的研究人员共同撰写了这项新研究。

这些多样化的样本可能会告诉科学家们有关远面发生的岩浆过程的一些情况，并通过与阿波罗任务返回的近面样本进行比较，可能会找到为什么远面的火山活动如此有限的答案。

赵国春说，我们的研究结果是对嫦娥六号月球任务的重大贡献，它为完全理解即将返回的嫦娥六号样本设定了一个地质框架，并将成为中国科学家即将进行的样本分析的关键参考。”

该团队的论文发表在《地球与行星科学通讯》杂志上。