嫦娥六号揭示月球背面年轻火山活动

近日，我国科学家在嫦娥六号月球样品研究方面取得突破性进展，首次确认月球背面同样存在着年轻的岩浆活动。这一发现为揭示月球二分性、完善月球演化全貌提供了关键科学依据。相关研究成果已发表于国际顶级学术期刊《科学》。

月球二分性，即月球正面和背面在形貌、成分、月壳厚度、岩浆活动等方面存在显著差异。长期以来，这一现象的形成机制一直是月球科学研究中的关键难题。

2024年6月25日，我国嫦娥六号月球探测器成功将1935.3克月球样品带回地球，实现了人类首次从月球背面采样。这些样品来自月球背面的南极-艾特肯盆地，是月球上最大、最深且最古老的盆地，为解开月球二分性之谜提供了宝贵机遇。

研究发现，嫦娥六号样品主要由着陆区原地的低钛月海玄武岩和少量来源于着陆区东侧的超低钛月海玄武岩组成。研究人员利用先进技术，对玄武岩屑中的微小含锆矿物以及斜长石和晚期填隙物进行了微区Pb-Pb和Sr-Nd同位素分析。结果显示，嫦娥六号低钛玄武岩形成于距今约28.3亿年前的火山喷发，揭示月球背面同样存在着距今约30亿年以来的年轻火山活动。

与采自月球正面的样品相比，嫦娥六号样品具有极低的μ值（238U/204Pb）和初始Sr同位素比值，以及迄今为止报道的最高εNd值。这表明其具有一个十分亏损不相容元素的月幔源区。这样的月幔源区难以发生显著规模的熔融及相应的玄武岩火山活动，最终导致了南极-艾特肯盆地内缺乏大规模的月海玄武岩。

传统观点认为，月球背面的月壳较厚，抑制了月海玄武岩喷发，导致月球正面和背面的月海分布不对称。然而，这一模型无法解释为何月壳很薄的南极-艾特肯盆地也缺乏大规模的月海玄武岩。本次研究结果表明，月海玄武岩的分布不仅受月壳厚度影响，月幔源区的物质组成同样起着关键作用。

此外，本研究获得的年龄数据还填补了月球撞击历史研究在约32亿至20亿年间样品标定的空白，更新了行星地质学领域广泛使用的撞击坑统计定年曲线。新获取的定年曲线显示，月球在经历早期高频率的小天体撞击后，撞击频率迅速下降，在约28.3亿年前已达到整体稳定状态。