7月初,山东大学发布世界首份“月球镁环检测报告”。这项成果基于我国嫦娥六号任务返回的月壤样品,揭示了月球背面南极-艾肯(SPA)盆地中富镁辉石环(即“镁环”)区域的真实成分,填补了人类对月球背面SPA盆地深部岩石类型及成因认知的空白。上述成果刊登在《自然》旗下《通讯·地球与环境》上。
研究的第一作者、山东大学博士后曹海军介绍说,通过对返回样品的精细分析,他们发现所谓“镁环”物质其实主要是一种由斜长石(占比63%–67%)和低钙辉石(25%–27%)构成的亚铁苏长岩。在此前,科学家们就通过遥感发现,这一圈区域可能藏着一种来自月球深部的特殊矿物,叫做“富镁、低钙的辉石”。不过,过去人们只能“遥望”,没有真正摸到过那里的一块岩石。
记者了解到,嫦娥六号着陆点的月壤中,约有31%至40%的物质来源于南极-艾肯盆地内部一个叫 Chaffee S的陨石坑。陨石坑中释放的物质与月球本身土壤混合,为人类提供了窥探月球深层的天然样品。研究对此“样品”进行矿物学统计分析,利用拉曼光谱技术识别出16种主要矿物,发现其成分与月球正面(如2020年中国返回的嫦娥五号样本)截然不同:其中几乎不含橄榄石和钛铁矿。这种差异为我们理解整个月球的形成与演化增加了新的线索。
除了揭示月球背面南极-艾肯盆地富镁辉石环(“镁环”)区域的真实成分,科研团队还提出“五阶段月球土壤演化模型”。该模型模拟了从最初的岩浆喷发,到远距离撞击引发的物质混合,再到后期的反复粉碎、空间风化与胶结,最终形成今天月球土壤的流程,揭示了月球表层的复杂演化路径。
据悉,研究聚焦的南极-艾肯盆地边缘的“富镁辉石环”位于月球背面,南极-艾肯盆地是月球上最大、最古老、最深的撞击盆地,也是太阳系类地行星上最大的陨石坑,占整个月球表面的近八分之一,被认为可能打穿了月壳、暴露出月幔甚至更深的物质。因此南极-艾肯盆地在研究月球早期热演化、撞击过程和壳幔组成方面具有重大科学价值。
正如曹海军所说:“这次任务,就像是在月球最古老的岩层中采集了一片拼图,让我们离完整的月球演化图景又近了一步。”
(中国日报山东记者站 赵瑞雪|郑历惠)