法治日報全媒體記者 廉穎婷 通訊員 蔡金曼 胡鍵 楊璐 何升 鄒耀林

10月6日，是中華民族傳統(tǒng)佳節(jié)中秋節(jié)，國家航天局和國家原子能機構聯(lián)合發(fā)布嫦娥六號月球背面樣品研究最新成果。

圖為嫦娥六號月壤樣品。

中國科學家首次基于嫦娥六號月球背面樣品（月壤）研究發(fā)現(xiàn)，月球背面月幔相比月球正面更“冷”，這一發(fā)現(xiàn)進一步深化了人類對月球“二分性”現(xiàn)象的認識，為月球正面與月球背面的月幔溫度差異提供了巖石學與地球化學等科學依據(jù)，為月球演化和“二分性”特征研究提供了關鍵科學數(shù)據(jù)。

該研究結果由中核集團核工業(yè)北京地質(zhì)研究院、北京大學、山東大學共同合作完成，已刊發(fā)于國際頂級學術期刊《自然·地球科學》（Nature Geoscience）官網(wǎng)。這也是中核集團科研團隊繼2022年在月壤研究中發(fā)現(xiàn)新礦物“嫦娥石”后，核與航天跨行業(yè)、跨專業(yè)聯(lián)動取得的新成果。

圖為《自然·地球科學》（Nature Geoscience）官網(wǎng)文章截圖。

圖為嫦娥6號月壤樣品研究團隊部分成員合影。

月球就像一本記錄太陽系歷史的書籍，而月幔是這本書的核心章節(jié)。月幔位于月殼之下，是月球體積最大的組成部分，月球古老的火山活動正是由月幔物質(zhì)上涌形成。因此，月幔等月球內(nèi)部特征對于月球演化研究至關重要。

圖為科研人員觀察月壤樣品。

在研究中，科學家利用可“偵探”的多種手段，對我國嫦娥六號從月球背面帶回的玄武巖樣品進行精細分析。這些樣本的化學成分如同一個“黑匣子”，記錄了其形成時的深部溫度壓力等信息?？茖W家通過對月壤玄武巖樣品中典型單斜輝石、斜長石等礦物成分分析，運用單斜輝石單礦物溫壓計、單斜輝石-熔體平衡溫壓計、斜長石-熔體平衡溫度計三種不同溫壓計，計算單斜輝石、斜長石結晶溫度與壓力。為確保研究結果的科學性，團隊還通過巖石學模型模擬嫦娥六號玄武巖結晶過程。

以上四種獨立方法得出一致結果：嫦娥六號玄武巖樣品結晶溫度約為1100℃，比來自月球正面的嫦娥五號等樣品低約100℃。

圖為嫦娥六號月球樣品玄武巖中單斜輝石、斜長石-d。

圖為單斜輝石單礦物、單斜輝石-熔體溫壓計溫度壓力計算及巖石學模型模擬。

圖為月球正面和背面玄武巖單元月幔潛能溫度。

研究團隊還通過玄武巖全巖成分重建原始巖漿化學組成，計算月幔潛能溫度，發(fā)現(xiàn)月球背面月幔潛能溫度（約1400℃）低于月球正面（約1500℃）。

科研團隊還利用月球遙感數(shù)據(jù)在更大區(qū)域尺度上進行驗證分析。他們選取月球正面和背面月海玄武巖區(qū)域，通過衛(wèi)星遙感獲取的表面巖石化學成分計算，表明月球背面月幔潛能溫度低于正面約70℃，與樣品分析結論相近，這進一步增強了研究成果的可信度。

圖為聯(lián)合團隊通過四種獨立的方法得到嫦娥六號玄武巖結晶溫度，相比于來自月球正面的嫦娥五號等樣品低約100攝氏度。另通過玄武巖全巖成分計算月幔潛能溫度，對比發(fā)現(xiàn)月球背面月幔潛能溫度低于月球正面。通過月球遙感數(shù)據(jù)在更大區(qū)域尺度上進行驗證分析，結果表明月球背面月幔潛能溫度低于正面，與樣品分析結果一致。綜上，月球背面月幔相比月球正面更“冷”。

此前研究發(fā)現(xiàn)，月球正面和背面在地形地貌、元素分布和地質(zhì)單元特征等方面均存在巨大差異。如，正面相對平坦開闊，背面布滿溝壑、峽谷和懸崖，地形起伏也更大，形成類似盾牌的復雜地形；月球正面有著較多月海，這是由早期火山活動形成的平坦的玄武巖區(qū)域，占據(jù)月球正面30%以上，而月球背面只有約1%至2%的月海；月球正面富含放射性元素，而背面相對虧損等?？茖W家們將月球正面和背面的差異性稱為“二分性”現(xiàn)象，并將其列為探索月球奧秘的幾個最為關鍵的科學問題之一，認為這可能與月球的形成與演化歷史密切相關。

一直以來，中核集團高度重視科技創(chuàng)新，堅持“四個面向”，大力推進關鍵核心技術攻關，全力推進基礎性、戰(zhàn)略性、前沿性、顛覆性技術研發(fā)，持續(xù)培育壯大新質(zhì)生產(chǎn)力，加強建設重要人才中心和創(chuàng)新高地。作為我國深空探測研究的重要力量，中核集團核工業(yè)北京地質(zhì)研究院等在月壤分析研究領域取得一系列重要成果，體現(xiàn)了中核集團在地球及行星科學研究方面的技術實力。

（國家航天局供圖）