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一直以來，科學(xué)家普遍認(rèn)為月球在30億年前便已“休眠”，火山活動基本停止。然而，我國嫦娥五號和嫦娥六號分別帶回了20億年和28億年前形成的玄武巖樣品，證實月球在所謂“晚年期”依然發(fā)生了火山噴發(fā)。這引出了一個關(guān)鍵科學(xué)問題——是何熱動力機制支撐著月球在“晚年”仍保持活力？中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所副研究員汪程遠與中國科學(xué)院院士徐義剛團隊，聯(lián)合香港大學(xué)博士錢煜奇等，對嫦娥六號月球樣品開展了系統(tǒng)性研究，揭示了月球年輕火山活動的源區(qū)特征與熱驅(qū)動機制。研究團隊在嫦娥六號樣品中識別出兩類形成時間相近（約28億和29億年前）但成分和來源深度迥異的玄武巖：源自月幔深處（超過120公里）的超低鈦玄武巖以及來自較淺月幔（60公里至80公里）的低鈦玄武巖。研究模擬月球內(nèi)部的高溫高壓環(huán)境發(fā)現(xiàn)，兩類巖石來自月球早期巖漿海洋冷卻后形成的兩種不同巖層，即普通的輝石巖層和含鈦鐵礦的輝石巖層。此前，傳統(tǒng)觀點推測月球晚期火山活動可能與源區(qū)富水或富含放射性生熱元素相關(guān)，但嫦娥五號、嫦娥六號樣品的源區(qū)既“干燥”又缺乏放射性生熱元素，否定了這一假說?？蒲腥藛T基于嫦娥六號兩類玄武巖的對比，提出了新的熱動力機制——隨著月球冷卻，其巖石圈不斷增厚，深部巖漿難以直接噴出，只能滯留在月幔淺部輝石巖層的底部。這些“被卡住的”巖漿可向上傳導(dǎo)熱量，從而觸發(fā)淺部月幔部分熔融，導(dǎo)致火山噴發(fā)。為進一步驗證該模型，科研團隊分析了全月球遙感數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)約30億年前后月球火山活動的熱動力機制發(fā)生明顯轉(zhuǎn)變。30億年前熱源復(fù)雜多樣，可能包括放射性物質(zhì)、潮汐力和隕石撞擊等；而30億年后熱源趨于單一，自下而上的熱傳輸機制占據(jù)主導(dǎo)，使得年輕月球火山活動的源區(qū)集中在淺部月幔。對全月球遙感數(shù)據(jù)的分析顯示，月球正面的晚期火山巖石化學(xué)特征基本均與嫦娥五號玄武巖相近，而背面大多接近嫦娥六號超低鈦玄武巖。這表明，月球正面和背面的月幔組成可能存在差異，即正面月幔淺部含鈦鐵礦較多，而背面相對較少。這一發(fā)現(xiàn)為理解月球的不對稱演化提供了新線索。上述研究刷新了科研人員對月球熱演化歷史的認(rèn)知，也為解釋其他無大氣小型天體的火山活動機制提供了重要參考。8月23日，相關(guān)研究成果發(fā)表在《科學(xué)進展》（Science Advances）上。月球晚期火山活動想象圖