來自中國科學院地質與地球物理研究所的科研團隊,利用嫦娥六號任務從月球背面南極-艾特肯盆地采集的玄武巖樣品,首次證實約42.5億年前的一次大型撞擊事件不僅塑造了月球表面最大的撞擊坑,更通過極端高溫環境導致月幔深層物質發生顯著變化。相關成果已發表于國際權威學術期刊《美國國家科學院院刊》,為破解月球正面與背面地質演化差異提供了關鍵證據。
研究團隊通過高精度同位素分析技術,在嫦娥六號樣品中檢測到鉀同位素組成的異常特征。數據顯示,與阿波羅任務帶回的月球正面樣品相比,南極-艾特肯盆地玄武巖中較重的鉀-41同位素比例明顯升高。這種差異無法用宇宙射線照射或巖漿活動等常規地質過程解釋,而是指向一次劇烈的撞擊事件。
科研人員構建的數值模型顯示,當直徑數百公里的撞擊體以每秒數十公里的速度撞擊月球時,瞬間釋放的能量足以使月幔溫度升至數千攝氏度。在這種極端條件下,中等揮發性元素如鉀、鋅、鎵等發生劇烈揮發,其中較輕的鉀-39同位素更易逃逸,導致殘留物質中鉀-41相對富集。這一過程被形象地稱為"撞擊蒸餾效應"。
該發現為理解月球演化提供了新視角。研究指出,南極-艾特肯盆地形成后,月幔深部揮發性元素的持續丟失可能顯著降低了巖漿的流動性,這或許能解釋為何月球背面的火山活動在38億年前就基本終止,而正面火山活動卻持續到20億年前。這種空間上的不對稱性,此前一直是月球科學領域的未解之謎。
項目負責人表示,這項研究突破了傳統月球演化模型的局限,首次將大型撞擊事件與月幔物質組成變化直接關聯。團隊正在開展鋅、鎵等同位素的進一步分析,以期構建更完整的撞擊事件影響圖譜,為太陽系類地天體演化研究提供重要參照。






