皓魄高悬千万载,背面深藏万古谜。月球永远背对地球的半球,曾是天文学界最神秘的疆域。直到嫦娥六号携 1935.3 克月壤样本归来,这片沉寂的土地才向人类掀开了尘封的演化档案。四项刊发于《自然》的重磅成果,如同钥匙般打开了月背的历史密室,让千年猜想有了实证依托。
月背的地质演化脉络,始终笼罩在迷雾之中。此前遥感探测仅能勾勒大致轮廓,却无法厘清岩浆活动的时间线与物质来源。嫦娥六号的样本分析首次给出清晰答案:着陆区的南极 – 艾特肯盆地,在 42 亿年前与 28 亿年前曾发生两期玄武质火山喷发。这两期活动横跨 14 亿年,比嫦娥五号揭示的正面 20 亿年前岩浆活动更为古老,将月背火山活动的存续时间大幅延长。
火山活动的存续,离不开月球内部的热动力支撑。月幔作为月球体积最大的组成部分,其温度与物质构成直接决定火山活动的强度与频率。中核集团联合研究团队的发现尤为关键:通过单斜辉石、斜长石等矿物的成分分析,结合三种温压计测算与岩石学模型模拟,证实月背玄武岩结晶温度约为 1100℃,较正面低 100℃之多。更深层的月幔潜能温度测算显示,背面约 1400℃的数值比正面低近 100℃,遥感数据在更大尺度上验证了这一温差规律。
这份 “低温档案”,为破解月球 “二分性” 提供了关键线索。月球正反两面的差异早已为人熟知:正面月海广布,占比超 30%,地势平坦且富含放射性元素;背面月海仅占 1% 至 2%,沟壑纵横如盾牌纹饰,元素构成相对贫瘠。传统观点将此归因于背面月壳更厚,抑制了岩浆喷发。但嫦娥六号的发现提出新解:月幔源区的物质差异同样关键。背面月幔亏损不相容元素,且温度偏低,难以形成大规模熔融,即便在月壳较薄的南极 – 艾特肯盆地,也无法孕育广阔月海。
月背的磁场演化史,更颠覆了学界的传统认知。过去普遍认为,月球磁场自形成后便单调衰减,如同逐渐冷却的余烬。但嫦娥六号样本的古磁场数据却捕捉到 “心跳般的反弹”——28 亿年前磁场强度曾出现显著回升。中国科学院院士吴福元将此形容为 “改写月球磁场演化史” 的发现,这意味着月球内部曾存在未知的能量补充机制,其热演化模型需要重新构建。
样本中发现的新型岩石,堪称太阳系撞击历史的 “活化石”。科研团队在月壤中识别出 “南极 – 艾特肯撞击熔岩”,这种由万亿倍原子弹爆炸能量冲击形成的岩石,记录了太阳系早期巨型撞击的全过程。吴福元院士将其比作 “时间胶囊”,其中封存的物质成分与结构特征,为研究类地天体的撞击效应提供了独一无二的样本。要知道,南极 – 艾特肯盆地作为月球最大、最深的古老盆地,其形成过程直接影响了月球内部物质的分异与重构。
这些发现的背后,是探测技术与分析手段的双重突破。嫦娥六号实现世界首次月背采样返回,突破了地月通信遮挡的技术瓶颈。样本分析阶段,科研人员从 5 克月壤中筛选出 108 颗玄武岩岩屑,对其中小于 5 微米的锆矿物开展同位素分析,精度达到国际领先水平。《自然》审稿人评价这类研究 “细致谨慎,数据高质量”,认为其为月球科学开辟了新视角。
月球的演化故事,实则是太阳系早期历史的缩影。月背 42 亿年前的火山活动,与地球生命诞生的早期时段大致重合;28 亿年前的磁场反弹,或许与当时太阳系的天体碰撞事件存在关联;而月幔的温度差异与物质分异,可能蕴藏着月球形成之初的原始信息。这些发现不仅刷新了月球演化理论,更让人类得以透过月球反观地球的起源与未来。
如今,嫦娥六号的样本研究仍在持续推进。那些微小的岩屑中,还藏着多少未被解读的密码?月幔的低温是否与月球形成时的撞击角度有关?磁场反弹的能量来源究竟是内部放射性元素衰变还是外部天体影响?这些问题的答案,正等待着科研人员从更多样本分析中找寻。
皓魄依旧高悬,但其背后的故事已不再模糊。嫦娥六号带来的不仅是科学数据,更是人类探索未知的勇气与智慧。当更多探测任务奔赴深空,当更多月壤样本被带回地球,月球这本 “天体演化史书” 终将被彻底读懂,而那些藏在星光中的奥秘,也将逐一呈现在世人眼前。
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