國家航天局與國家原子能機構近日聯合宣布,基于嫦娥六號月球背面樣品的研究取得突破性進展。中國科學家通過系統分析月壤樣本,首次證實月球背面月幔溫度顯著低于正面,這一發現為理解月球演化過程中的“二分性”特征提供了關鍵證據。相關研究成果已發表于國際權威學術期刊《自然·地球科學》,標志著我國在月球科學研究領域再次取得重要突破。
該研究由中核集團核工業北京地質研究院牽頭,聯合北京大學、山東大學等單位共同完成。科研團隊采用多學科交叉方法,對嫦娥六號從月球背面采集的玄武巖樣品展開精密分析。通過單斜輝石單礦物溫壓計、斜長石-熔體平衡溫壓計等三種獨立溫壓計算模型,結合巖石學結晶過程模擬,四種方法得出一致結論:嫦娥六號樣品結晶溫度約為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組成,計算顯示月球背面月幔潛能溫度約1400℃,低于正面的1500℃。
為驗證實驗室分析結果的普適性,研究團隊運用月球遙感技術開展大范圍區域驗證。通過衛星獲取的月海玄武巖化學成分數據計算表明,月球背面月幔潛能溫度較正面低約70℃,與樣品分析結論高度吻合。這種多尺度驗證方法顯著提升了研究成果的可信度,相關數據為構建月球熱演化模型提供了重要約束。
月幔作為月球內部最大的組成部分,其溫度特征直接影響著月球的火山活動與地質演化。研究顯示,月球背面月幔的“低溫”特性與其獨特的地形地貌密切相關。相較于月球正面30%以上的月海覆蓋面積,背面月海僅占1%-2%,且分布著更多溝壑、峽谷等復雜地形。這種地表特征的顯著差異,被科學家稱為月球的“二分性”現象。
此前研究已發現,月球正面與背面在元素分布、地質構造等方面存在系統性差異。例如,正面富含放射性元素而背面相對虧損,這種元素分異可能源于月球形成初期的物質分布不均。新發現的月幔溫度差異,為解釋月球“二分性”現象提供了熱力學角度的重要線索。科研人員推測,這種溫度差異可能源于月球形成過程中不對稱的撞擊事件,或是內部熱源分布不均導致的長期冷卻差異。
中核集團科研團隊負責人表示,此次研究是核工業與航天領域跨學科合作的又一典范。繼2022年發現新礦物“嫦娥石”后,團隊持續深化月壤研究,在月球熱演化領域取得新突破。未來計劃結合更多月球樣品與遙感數據,構建更精確的月球內部結構模型,為人類深空探測提供科學支撐。











