國家航天局與國家原子能機構(gòu)近日聯(lián)合宣布，基于嫦娥六號月球背面樣品的研究取得突破性進展——中國科學(xué)家首次證實，月球背面月幔溫度較正面更低，這一發(fā)現(xiàn)為揭示月球“二分性”特征提供了關(guān)鍵科學(xué)證據(jù)。

研究團隊通過多維度分析手段，對嫦娥六號帶回的月球背面玄武巖樣品展開深入研究。科研人員發(fā)現(xiàn)，這些樣品的結(jié)晶溫度約為1100℃，較月球正面同類樣品低約100℃。進一步通過全巖成分重建原始巖漿化學(xué)組成，計算得出月球背面月幔潛能溫度約為1400℃，顯著低于正面的1500℃。衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)對月海玄武巖區(qū)域的表面化學(xué)成分分析也印證了這一結(jié)論，顯示背面月幔溫度較正面低約70℃。

月幔作為月球最大的內(nèi)部組成部分，其特征直接關(guān)聯(lián)著月球的演化歷史。研究指出，月球古老的火山活動由月幔物質(zhì)上涌形成，因此月幔溫度差異對理解月球形成機制至關(guān)重要。中核集團核工業(yè)北京地質(zhì)研究院研究員李婷透露，嫦娥六號月壤樣品較嫦娥五號更細(xì)碎，許多看似完整的巖屑內(nèi)部存在大量裂隙，這大幅增加了目標(biāo)礦物篩選的難度，工作量較此前翻了一倍。

在技術(shù)方法上，科研團隊綜合運用了“單斜輝石單礦物溫壓計”“單斜輝石-熔體平衡溫壓計”“斜長石-熔體平衡溫度計”三種溫壓計，結(jié)合巖石學(xué)模型模擬結(jié)晶過程，四種獨立方法均得出一致結(jié)論。這種多手段交叉驗證的研究方式，顯著提升了結(jié)果的可靠性。

中核集團首席科學(xué)家李子穎強調(diào)，月球正面與背面的差異性被稱為“二分性”現(xiàn)象，是月球研究中最關(guān)鍵的科學(xué)問題之一。此前研究已發(fā)現(xiàn)，月球正面與背面在地形地貌、元素分布和巖石特征上存在顯著差異：正面地形相對平坦，月海面積占30%以上，且富含放射性元素；背面則布滿溝壑峽谷，月海面積僅1%—2%，放射性元素相對匱乏。此次月幔溫度差異的發(fā)現(xiàn)，為解釋這些現(xiàn)象提供了新的物理化學(xué)依據(jù)。

該成果由中核集團核工業(yè)北京地質(zhì)研究院、北京大學(xué)、山東大學(xué)聯(lián)合完成，相關(guān)論文已發(fā)表于《自然·地球科學(xué)》。這是繼2022年發(fā)現(xiàn)新礦物“嫦娥石”后，核工業(yè)與航天領(lǐng)域跨行業(yè)合作的又一重要突破。