月壤研究显示月球背面月幔有点“冷”

国家航天局和国家原子能机构近日联合发布嫦娥六号月球背面样品研究最新成果——中国科学家基于嫦娥六号月球背面样品（月壤）研究发现，月球背面月幔相比月球正面更“冷”。

中核集团首席科学家李子颖说，月球正面和背面的差异性被称为“二分性”现象。这一发现进一步深化了人类对月球“二分性”现象的认识，为月球正面与月球背面的月幔温度差异提供了岩石学与地球化学等科学依据，为月球演化和“二分性”特征研究提供了关键科学数据。

该研究结果由中核集团核工业北京地质研究院、北京大学、山东大学共同合作完成，已刊发于《自然·地球科学》官网。这也是继2022年中核集团科研团队在月壤研究中发现新矿物“嫦娥石”后，核与航天跨行业、跨专业联动取得的新成果。

月球就像一本记录太阳系历史的书籍，月幔是这本书中的“核心章节”。月幔位于月壳之下，是月球体积最大的组成部分，月球古老的火山活动正是由月幔物质上涌形成的。因此，月幔等月球内部特征对月球演化研究至关重要。

中核集团核工业北京地质研究院嫦娥六号月球样品研究团队成员李婷告诉记者，相比嫦娥五号，嫦娥六号月壤样品更细、更碎，很多看起来长得比较好的岩屑，打开了之后里面全是裂隙，寻找目标矿物的工作量为此翻了一倍。

科研团队利用可“侦探”的多种手段，对嫦娥六号从月球背面带回的玄武岩样品进行了精细分析。他们通过对月壤玄武岩样品中典型单斜辉石、斜长石等矿物的成分分析，运用“单斜辉石单矿物温压计”“单斜辉石—熔体平衡温压计”“斜长石—熔体平衡温压计”3种不同的温压计，计算玄武岩形成的温度与压力。为确保研究结果的科学性，团队还通过岩石学模型模拟了嫦娥六号玄武岩结晶过程。以上4种独立方法得出一致结果：嫦娥六号玄武岩样品的结晶温度约为1100℃，比来自月球正面的嫦娥五号等样品低约100℃。

研究团队还通过玄武岩全岩成分重建原始岩浆化学组成，计算月幔潜能温度，发现月球背面月幔潜能温度（约1400℃）低于月球正面（约1500℃）；选取月球正面和背面的月海玄武岩区域，通过卫星遥感数据获取的表面岩石化学成分计算，表明月球背面月幔潜能温度低于正面约70℃，与样品分析结论相近，这进一步增强了研究成果的可信度。