科技日报记者 陆成宽
月球“晚年”仍存在火山活动的奥秘揭开。通过系统研究嫦娥六号月球样品，来自中国科学院广州地球化学研究所等单位的研究团队，成功揭示月球“晚年”火山活动的热驱动机制。相关研究成果23日在线发表于《科学进展》杂志。
长期以来，科学家普遍认为月球在30亿年前就已“休眠”，但我国嫦娥五号和六号任务带回的样品显示，月球在20亿至28亿年前仍有火山喷发。这引发了一个关键问题：到底是什么提供了热量，让月球在衰老期还保持“活力”？
在这项研究中，研究团队在嫦娥六号样品中发现了两类几乎形成于同一时期的特殊玄武岩，但它们的成分和来源深度却有很大差异。一类是源自月幔深处的超低钛玄武岩，另一类是来自较浅月幔的低钛玄武岩。“通过模拟实验，我们发现，这些岩石来自月球早期岩浆海洋冷却形成的两种不同岩层。”论文通讯作者、中国科学院广州地球化学所徐义刚院士说。
传统观点认为，月球晚期火山活动可能与富水或放射性元素有关，但嫦娥五号、六号样品推翻了这一假说。基于对嫦娥六号两类玄武岩的对比，研究团队提出了一个新的热动力机制：随着月球冷却，其岩石圈不断增厚，深部岩浆难以直接喷出，只能滞留在月幔浅部辉石岩层的底部。这些“被卡住的”岩浆可向上传导热量，从而触发浅部月幔部分熔融，导致火山喷发。
“同时，我们还分析了全月球遥感数据，发现30亿年以来月球火山活动的热动力机制，主要依靠自下而上的热传输。”论文第一作者、中国科学院广州地球化学所副研究员汪程远介绍，有趣的是，研究还发现，月球正面和背面的晚期火山岩石化学特征存在差异，表明月球正面和背面的月幔组成可能不同，这为理解月球的不对称演化提供了新线索。
徐义刚表示，这项研究不仅刷新了人们对月球热演化历史的认知，也为解释其他无大气、小型天体的火山活动机制提供了重要参考。
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