研究人員探索了月球遠側南極-艾特肯盆地的月球樣本，發現了月球兩側在火山活動和地殼特徵方面的關鍵差異。這些新發現提供了對月球地質歷史的洞察力，並改進了月球環形山的測年方法。

這張月球彩色圖片是由伽利略成像系統透過綠色濾鏡拍攝的18 張影像拼接而成的。 這張照片的左側部分顯示了充滿熔岩的暗色Mare Imbrium（左上）、Mare Serenitatis（左中）、Mare Tranquillitatis（左下）和Mare Crisium（馬賽克底部的暗色圓形地形）。 來源：NASA/JPL/USGS

月球在地形、地形、化學成分、地殼厚度和火山活動等方面存在著明顯的全球差異。

為了深入研究這種對比，中國科學院廣州地球化學研究所徐義剛教授及其團隊研究了從月球遠側南極-艾特肯（SPA）盆地採集的月球土壤樣本。 這些樣本是由嫦娥六號任務採集的。

他們的研究結果於11月15日發表在《科學》上。

圖1 嫦娥六號任務在月球遠側的著陸點。 資料來源：GIGCAS

徐教授說：”嫦娥六號返回的樣本為研究月球全球二分法提供了一個最佳機會。”

火山活動塑造了月球表面的大部分區域，熔岩流形成的岩石稱為赤玄武岩。 這些岩石在近側更為豐富，約佔月球表面的30%，而在遠側僅佔2%。 要充分了解這種二分法，就必須對月球兩側的樣本進行研究。

嫦娥六號月球土壤包含兩種類型的泥質玄武岩：低鈦玄武岩和極低鈦玄武岩（VLT）。 主要的低鈦玄武岩代表著陸點周圍的玄武岩單元，而超低鈦玄武岩可能來自著陸點東部的玄武岩單元（圖1B）。

圖2 嫦娥六號土壤中的兩種玄武岩以及嫦娥六號低鈦玄武岩的等時線。 資料來源：GIGCAS

研究稱，對低鈦玄武岩含Zr礦物的高精度Pb-Pb測年以及對斜長石和晚期介質的Rb-Sr測年得出了一致的2.83 Ga等時線年齡（圖2），顯示”月球遠側也存在年輕的岩漿活動”。

與阿波羅和嫦娥五號任務返回的近側樣本相比，嫦娥六號低鈦玄武岩具有較低的μ值和87Sr/86Sr 值，以及非常高的εNd 值（圖3），顯示地函源非常貧乏。

有人認為地殼厚度是解釋月球近側和遠側火山豐度不對稱的關鍵因素。 然而，這個模型受到了質疑，因為遠側的SPA 盆地地殼異常薄，看起來很深，火山活動填充嚴重不足。

圖3 月球玄武岩的初始鉛和釷釹同位素。 資料來源：GIGCAS

基於對嫦娥六號低鈦玄武岩的研究，徐曉明團隊提出，地函源的成分是控制月球火山活動產生的另一個重要因素。

雖然SPA盆地的地殼較薄，但SPA盆地下的地函源貧乏且難熔，在很大程度上阻礙了部分熔融。

圖4 將嫦娥六號著陸點納入月球環形山年代模型。 資料來源：GIGCAS

這項工作也為月球隕石坑年代學提供了一個額外的校準點，即2.83 Ga，並意味著2.83 Ga之後的撞擊流量是恆定的。 這個新校準的年代學模型改進了基於月球和其他陸地天體隕石坑統計的年齡估計工具，也對月球撞擊器的演化產生了額外的影響，可能與太陽系早期的行星遷移有關。

編譯自/ ScitechDaily