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最新研究成果揭示:月球背面月幔溫度顯著低于正面,這一發現為理解月球“二分性”特征提供了關鍵科學證據。研究團隊通過多學科交叉分析,首次從巖石學與地球化學角度證實了月球兩半球的熱狀態差異。
該突破性成果由中核集團核工業北京地質研究院牽頭,聯合北京大學、山東大學共同完成,相關論文已發表于國際權威期刊《自然·地球科學》。研究聚焦嫦娥六號任務從月球艾特肯盆地帶回的1935.3克珍貴樣品,通過創新性的溫壓計測算方法,揭示了月幔深部的熱力學特征。
月幔作為月球最大的內部結構層,其熱狀態直接影響著月球45億年來的演化歷程。研究團隊采用“單斜輝石單礦物溫壓計”“單斜輝石-熔體平衡溫壓計”及“斜長石-熔體平衡溫度計”三種獨立技術手段,對樣品中典型礦物進行成分解析。結果顯示,嫦娥六號玄武巖結晶溫度約為1100℃,較嫦娥五號月球正面樣品低近100℃。通過巖石學模型模擬結晶過程,四種獨立方法均得出一致結論,有力證實了月球背面月幔的“低溫”特性。
進一步分析顯示,月球背面月幔潛能溫度約1400℃,顯著低于正面的1500℃。研究團隊創新性地結合月球遙感數據,對正背面月海玄武巖區域進行大范圍驗證,衛星遙感計算的表面巖石化學成分表明,背面月幔溫度較正面低約70℃,與實驗室分析結果高度吻合。這種多尺度驗證方法顯著提升了研究成果的可信度。
月球“二分性”現象早在阿波羅時代就被科學家關注。研究指出,月球正背面在地形地貌、元素分布等方面存在顯著差異:正面月海覆蓋面積達30%以上,而背面不足2%;放射性元素在正面富集,背面則相對匱乏;地形上,正面呈現開闊平坦特征,背面則布滿復雜溝壑與懸崖。這些差異的形成機制長期困擾學界,此次月幔溫度差異的發現,為破解月球演化之謎提供了重要線索。











