月球内部“异常贫瘠”？嫦娥六号月背岩石有望揭谜底

xinwen.mobi · 发表于 2025-7-11 16:17:42

嫦娥六号从月球背面南极-艾特肯盆地（SPA）带回的玄武岩样品，为破解月球内部“异常贫瘠”之谜提供了关键证据。根据最新研究，这些约28亿年前的玄武岩源区——月球深部月幔物质呈现出“超亏损”特征，即极度缺乏易熔的不相容元素（如钾、稀土元素等），这一发现与月球正面月幔的化学成分形成鲜明对比。月球内部“异常贫瘠”的科学内涵月球内部的“贫瘠”并非指资源总量匮乏，而是特指月幔源区的不相容元素极度亏损。这类元素在岩浆熔融过程中倾向于富集在熔体中，其亏损意味着月幔源区经历了极端的部分熔融或熔体抽取过程。例如，嫦娥六号玄武岩的同位素分析显示，其源区的不相容元素含量仅为月球正面同类岩石的1/10至1/20。这一现象与月球形成的主流理论——大碰撞假说密切相关。根据该假说，月球主要由地球与火星大小天体“忒伊亚”碰撞后的碎片形成。碰撞产生的高温使原始月球形成全球性岩浆洋（LMO），重矿物（如橄榄石）下沉形成月幔，轻矿物（如长石）上浮形成月壳。在这一过程中，不相容元素优先进入早期结晶矿物或被熔体携带至月壳，导致深部月幔残余物质呈现天然亏损状态。嫦娥六号的突破性发现# 1. 月背深部月幔的直接证据SPA盆地是月球上最大、最深的撞击坑，直径约2500公里，形成于42.5亿年前。撞击产生的巨大能量可能穿透月壳，暴露出深部月幔物质。嫦娥六号采集的玄武岩正是来自这一区域，其“超亏损”特征首次为月球背面深部月幔的物质组成提供了直接样本。# 2. 两种成因模型的提出研究团队提出两种模型解释月幔“超亏损”的成因：先天贫瘠模型：月球形成初期岩浆洋结晶时，深部月幔因不相容元素被优先分离而天然亏损。嫦娥六号玄武岩可能直接源自这种未受后期事件显著扰动的原始月幔，表明月球正背面深部月幔在岩浆洋阶段可能是对称的，当前的正反面差异可能是后期改造的“表面现象”。后天改造模型：SPA撞击或后期火山活动导致月幔浅部发生大规模熔体抽取，不相容元素被“榨干”。这种改造不仅重塑了月球表面形貌，还深刻改变了内部物质组成，为理解太阳系类地天体的壳-幔演化提供了新视角。# 3. 对月球二分性的新解释月球正面和背面在地形、火山活动等方面存在显著差异（即“二分性”）。传统观点认为这是月壳厚度差异导致的，但SPA盆地月壳较薄却缺乏大规模玄武岩喷发的现象无法用此解释。嫦娥六号的研究表明，月幔源区的物质组成（如亏损程度）可能比月壳厚度更关键——超亏损月幔难以产生足够熔体，从而抑制了月背火山活动。科学意义与未来方向嫦娥六号的发现为月球演化研究提供了三大关键突破：1. 验证月球形成理论：超亏损月幔与大碰撞假说预测的岩浆洋结晶过程高度吻合，支持了月球起源的主流模型。2. 揭示正反面差异机制：无论先天还是后天模型，均表明月球正反面的差异并非源于初始物质分布，而是后期地质过程（如撞击、火山活动）的结果。3. 拓展行星科学认知：SPA撞击对月幔的改造作用，为理解太阳系其他天体（如水星、小行星）的壳-幔分异提供了类比案例。未来，结合嫦娥七号对月球南极水冰的探测，以及后续采样任务对月幔不同区域的分析，科学家有望进一步厘清月球内部物质演化的时空脉络，为太阳系早期历史拼图补上关键一块。

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