中新网北京7月10日电,记者孙自法报道,咱们的中国科学家,对嫦娥六号从月球背面南极-艾特肯盆地(SPA)带回的28亿年前的玄武岩样品,最新又搞出一个大发现,这下子可把月球内部为啥这么“贫瘠”的老谜给破解了。他们给这一成果写了篇论文,7月9号晚上直接登上了国际顶尖学术期刊《自然》的封面。 这篇论文可是中国科学院国家天文台牵头,拉上中国科学院地质与地球物理研究所、中国地质大学(北京)、北京高压科学研究中心还有东华理工大学等多家单位的研究团队一块儿干出来的。除了这一项,这次嫦娥六号月背样本的另三项科研成果也一起上线了。 月球正面跟背面差别大得很,正面看着平展展的,到处是玄武岩平原;背面却是高地连成一片,月海稀罕得很。为了说明这是为啥,科学家们提出过好几种理论,像是早期岩浆洋冷却结晶不均匀、月幔对流不对称,还有巨型撞击作用不同等等。 可之前搞月球采样任务的时候,几乎全是在正面搞,背面那块连样品都没有,想知道深部月幔啥样压根没门儿。好在这次2024年6月中国嫦娥六号任务成功了,这是人类第一次在月球背面采到样,给咱们研究背面深部的物质“打开了一扇窗口”。 研究团队把嫦娥六号带回来的那些28亿年前的玄武岩屑拿出来仔细研究了一遍,看它们的结构、矿物成分还有同位素“化学指纹”。结果发现,这些玄武岩是从月球深部(也就是月幔源区)长出来的,那里的状况极其“贫瘠”,专业说法叫“超亏损”。说白了就是缺那种容易跟着岩浆往上跑的元素(也就是不相容元素)。 那到底咋形成的这么贫呢?研究人员给了两个可能的说法:“先天贫瘠”和“后天改造”。“先天贫瘠”的模型觉得,月球刚形成的时候是个大岩浆海。这海冷却结晶的时候,重的矿物沉到了底下变成下月幔,轻的矿物飘到顶上成了月壳。这个过程中有些不相容元素没被带走,留在了深部。 而这个残留的深部物质只需要稍微融一点(1%到1.5%),再搞点分离结晶(66%到75%),就能弄出嫦娥六号的玄武岩浆。另一个“后天改造”模型则是说南极-艾特肯盆地那边挨了一下巨大的撞击。 后来火山活动又挺强烈的,相当于给月幔做了次“大抽血”,把大量岩浆抽出来喷到了表面或者钻进地壳里。剩下的月幔物质因为被榨干了不相容元素才变得这么“贫瘠”。 这种被改造过的月幔只要融得更少一点(0.7%到1.0%),结晶程度更低一点(低于40%),就能生成嫦娥六号的玄武岩浆。 研究团队表示不管是哪种模型成立,这都是咱们第一次直接看到月球背面深部的物质特性,对于搞明白月球早期怎么分层、冷却、演化提供了独一无二的信息。 大家可以这么理解:如果是“先天贫瘠”,说明嫦娥六号玄武岩可能就是从那个没受后期啥事打扰的、由岩浆洋直接结出来的深坑里来的。这时候的正背面深部物质可能本来就是一样的、对称的。咱们现在看到的正背面差异大,很可能只是后来改造成的样子。 要是“后天改造”成立,那南极-艾特肯盆地那次大撞击可就不光是把表面的形改变了,还把里面的东西也给改了样。 这种能把挥发性元素都弄丢的撞击方式给咱们研究太阳系其他类地行星提供了新思路——巨型撞击不光能改变外貌,也是让行星内部物质变来变去的重要推手。 李春来研究员解读这个成果的时候说了一句很关键的话:“无论嫦娥六号玄武岩源区是哪一种状态,它都是人类揭开月球正背面巨大差异之谜的关键一步。”