2024年11月13日，在第十五屆中國航展國家航天局展位，嫦娥六號從月球背面采樣返回的月壤樣品吸引參觀者。視覺中國 圖

近日，我國科學家在嫦娥六號月球樣品研究方面取得重大進展，首次揭示月球背面同樣存在著年輕的巖漿活動，為揭示月球二分性、完善全月演化框架提供了關鍵科學證據。相關研究成果于北京時間11月15日在線發表于國際頂級學術期刊《科學》。

嫦娥六號在月球背面著陸位置

月球的二分性是指月球正面和背面在形貌、成分、月殼厚度、巖漿活動等方面存在的顯著差異，但其形成機制仍未得到解決，成為現今月球科學最大的關鍵問題之一。2024年6月25日14時，我國嫦娥六號月球探測器攜帶1935.3克月球樣品返回地球，完成了人類首次從月球背面采樣的壯舉。這些樣品采集于月球背面的南極-艾特肯盆地，該盆地是月球上最大、最深且最古老的盆地，為厘清月球正面和背面物質組成的差異、破解月球二分性之謎提供了難得的機遇。

研究發現，嫦娥六號樣品主要由著陸區原地的低鈦月海玄武巖和少量來源于著陸區東側的超低鈦月海玄武巖組成。研究人員利用超高空間分辨率SIMS定年技術和激光剝蝕多接收電感耦合等離體質譜技術，分別對玄武巖屑中微小含鋯礦物（<5微米）以及斜長石和晚期填隙物開展了微區Pb-Pb和Sr-Nd同位素分析，標定嫦娥六號低鈦玄武巖形成于距今28.3億年前的火山噴發，揭示月球背面同樣存在著距今30億年以來的年輕的火山活動。

嫦娥六號月壤中的兩類玄武巖（低鈦和超低鈦）以及低鈦玄武巖同位素等時線

與采自月球正面的樣品相比，嫦娥六號樣品具有極低的μ值（238U/204Pb）和初始Sr同位素比值，以及迄今為止報道的最高的εNd值，指示其具有一個十分虧損不相容元素的月幔源區。這樣的月幔源區難以發生顯著規模的熔融及相應的玄武巖火山活動，并最終導致了南極-艾特肯盆地內缺乏大規模的月海玄武巖。

傳統觀點認為，月球背面的月殼較厚，抑制了月海玄武巖噴發，導致月球正面和背面的月海分布不對稱。然而這一模型不能解釋為什么月殼很薄的南極-艾特肯盆地也匱乏大規模的月海玄武巖。本次研究表明，月海玄武巖的分布除受月殼厚度影響外，月幔源區的物質組成也是重要的控制因素。

此外，本研究獲得的年齡數據還彌補了月球撞擊歷史研究在至今約32–20億年間缺乏樣品標定的空白，更新了行星地質學領域廣泛使用的撞擊坑統計定年曲線。新獲取的定年曲線顯示月球在經歷早期高頻率的小天體撞擊后，撞擊頻率快速下降，在28.3億年前已達到整體穩定的狀態。