中國科學家採用嫦娥六號採集月球背面樣本做出的首批兩項獨立研究成果，同日分別刊登在國際學術期刊《自然》與《科學》雜誌。兩項研究首次揭示，月球背面約28億年前仍存在年輕的岩漿活動，填補了月球玄武岩樣本在該時期的記錄空白。

其中一項研究也表明，月背岩漿活動42億年前就存在，至少持續了14億年。

國際科學界透過阿波羅任務、Luna任務等體認到，月球正面最古老的月海火山活動可追溯至40億年前。

自2021年以來，中國科學家透過嫦娥五號採集的月壤樣本，證明月球正面20億年前仍然存在較大規模的岩漿活動，並利用嫦娥五號樣本中的火山玻璃珠，揭示了月球正面甚至在1.2億年前還存在小規模的火山活動。

由于月球具有“二分性”，月球正面和背面在形貌、成分、月壳厚度、岩浆活动等方面存在显著差异，但其形成机制仍然悬而未决，是月球科学研究中亟待解决的关键问题，之前怼月球背面的认识主要基于遥感研究。

2024年6月25日，嫦娥六號首次攜帶1935.3克月球背面樣本返回地球，採集於月球背面的南極-艾特肯盆地，是月球上最大、最深且最古老的盆地。

月海玄武岩由月函發生部分熔融產生的岩漿上升噴發至月表形成，是探索月球內部物質組成和熱演化的重要窗口，因此嫦娥六號返回樣品研究的首要任務就是確定玄武岩岩屑的年齡和岩漿源區性質。

嫦娥六號月球樣本的典型影像

在發表於《自然》的研究中，根據5克月壤中分選出大於300微米的108顆玄武岩岩屑定年研究的結果，揭示嫦娥六號著陸點28（28.07±0.03）億年前存在火山活動，且岩漿來自虧損克里普物質（KREEP，富集鉀（K）、稀土（REE）和磷（P）等元素的物質）的源區，

其中一顆高鋁玄武岩岩屑揭示，42億年前存在來自富集克里普物質源區的火山活動。

綜合來看，月球背面火山活動至少持續了14億年以上，且月函源區經歷了從克里普物質富集到虧損的轉變。

此外，同位素定年結果與撞擊坑統計定年結果基本一致，指示了月球正面和背面遭受隕石撞擊的機率相當。

《自然》多位審查者指出，這是一項「令人興奮」的研究，研究團隊採取細緻謹慎的態度首次對月球背面玄武岩進行了地質年代學分析，提供了高品質、高水準的數據。

其中一位審查者表示：“這是第一個來自嫦娥六號樣本的地質年代學研究，對月球和行星科學界具有重要意義，也會引起更廣泛的關注。”

▲嫦娥六號返回月壤樣本中記錄的兩期玄武質火山活動及其月函源區性質示意圖

在發表於《科學》的研究中，對玄武岩屑中微小含鋯礦物（<5微米）以及斜長石和晚期填隙物開展了同位素分析，標定嫦娥六號低鈦玄武岩形成於距今28.3億年前的火山爆發，並指示其具有一個十分虧損不相容元素的月幔源區。

这样的月幔源区难以发生显著规模的熔融及相应的玄武岩火山活动，并最终导致了南极-艾特肯盆地内缺乏大规模的月海玄武岩。

傳統觀點認為，月球背面的月殼較厚，抑制了月海玄武岩噴發，導致月球正面和背面的月海分佈不對稱。

但這不能解釋為什麼月殼很薄的南極-艾特肯盆地也匱乏大規模的月海玄武岩。

此次研究表明，月海玄武岩的分佈除受月殼厚度影響外，月函源區的物質組成也是重要的控制因素。

《科學》雜誌審查者認為，該研究報告了從月球背面返回的嫦娥六號月壤中的玄武岩岩屑的岩相分析、高精度年齡和同位素特徵。這些樣本是首次在月球背面採集的，因此為認識整個月球的地質歷史提供了獨特的視角。

「研究結果新穎，它們將引起廣大讀者的興趣。」一位審查者寫道。