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2025-07-11

研究破解月球内部异常“贫瘠”之谜 揭示月幔“超亏损”特征

中国科学家对嫦娥六号从月球背面南极-艾特肯盆地采集的28亿年前的玄武岩样品进行了研究,揭示了月球背面月幔物质的“超亏损”特征,并提出了其成因的两种可能模型。这项成果为全面了解月球早期壳-幔演化历史提供了关键信息。

研究成果论文由中国科学院国家天文台联合多家科研院校的研究团队共同完成,并于北京时间7月9日夜间以封面文章形式在国际知名学术期刊《自然》上线发表。月球正面相对平坦,有广阔的玄武岩平原;背面则高地遍布,月海稀少。过去所有的月球采样任务都只在月球正面进行,导致月球背面样本缺失,使得背面深部月幔特征一直是未解之谜。2024年6月,嫦娥六号任务成功实现人类首次月球背面采样,带回珍贵的月球背面样本,为研究月球背面的深部月幔物质打开了前所未有的窗口。

研究团队对嫦娥六号采回样品中28亿年前的玄武岩屑进行详细和深入研究,发现形成这些玄武岩的“初始原料”即月球内部的深部物质极其“贫瘠”,专业上称为“超亏损”。这意味着它非常缺乏那些容易熔融、随岩浆上涌的元素(即不相容元素)。

为解释这种极端的“超亏损”特性,研究团队提出两种可能的模型。一种是“先天贫瘠”模型,认为在月球形成初期,整个月球是一个巨大的岩浆海洋。岩浆海洋冷却结晶时,重的矿物沉到底部形成下月幔,轻的矿物浮到顶部形成月壳。在这个过程中,不容易进入早期结晶矿物的元素被带走,留下深部的残余物质本身就非常“贫瘠”。另一种是“后天改造”模型,认为月球背面经历了巨大的南极-艾特肯盆地撞击事件,后期强烈的火山活动影响并改造了相对浅部的月幔区域,大量岩浆被抽取出来并喷发到表面或侵入到月球地壳中。被抽走岩浆后剩下的月幔物质变得极度“贫瘠”,形成“超亏损”状态。

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