???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(dòng)等方面存在的顯著差異，但是其形成機(jī)制仍未得到解決，成為現(xiàn)今月球科學(xué)最大的關(guān)鍵問(wèn)題之一。阿波羅，月球號(hào)和我國(guó)嫦娥五號(hào)任務(wù)采集到的月球樣品都來(lái)自月球正面，但研究月球二分性不能缺少月背樣品。2024年6月25日14時(shí)07分，我國(guó)嫦娥六號(hào)月球探測(cè)器攜帶1935.3克月球樣品返回地球，完成了人類(lèi)首次從月球背面采樣的壯舉。嫦娥六號(hào)樣品采集于月背南極-艾特肯盆地東北部的月海玄武巖單元（圖1）。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(zhì)組成差異、破解月球二分性之謎提供了前所未有的機(jī)遇。
圖1 嫦娥六號(hào)在月球背面著陸位置
近日，由中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所徐義剛院士和張樂(lè)高級(jí)工程師領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)在嫦娥六號(hào)月球樣品研究方面取得重大進(jìn)展，為揭示月球二分性、完善全月演化框架提供了關(guān)鍵科學(xué)證據(jù)。相關(guān)研究成果于北京時(shí)間11月15日在線發(fā)表于《Science》。
嫦娥六號(hào)樣品含有低鈦和超低鈦兩類(lèi)月海玄武巖（對(duì)應(yīng)圖1中遙感識(shí)別的中鈦和低鈦玄武巖），其中占主導(dǎo)的低鈦玄武巖代表采樣點(diǎn)原位玄武巖物質(zhì)，而超低鈦玄武巖可能來(lái)自于著陸區(qū)東側(cè)的玄武巖單元。利用超高空間分辨率SIMS定年技術(shù)和激光剝蝕多接收電感耦合等離體質(zhì)譜技術(shù)，分別對(duì)玄武巖屑中微小含鋯礦物（<5微米）以及斜長(zhǎng)石和晚期填隙物開(kāi)展了微區(qū)Pb-Pb和Sr-Nd同位素分析。Pb-Pb等時(shí)線和Rb-Sr等時(shí)線給出了一致的年齡，標(biāo)定嫦娥六號(hào)低鈦玄武巖的噴發(fā)年齡為28.3億年（圖2），揭示月球背面同樣存在年輕巖漿活動(dòng)。與采自月球正面的阿波羅和嫦娥五號(hào)樣品相比，嫦娥六號(hào)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(bào)道的最高的εNd值。這些特征共同指示嫦娥六號(hào)低鈦玄武巖具有一個(gè)不含克里普物質(zhì)、十分虧損的月幔源區(qū)。
圖2?嫦娥六號(hào)月壤中的兩類(lèi)玄武巖（低鈦和超低鈦）以及低鈦玄武巖同位素等時(shí)線
傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，月球背面的月殼較厚，抑制了月海玄武巖噴發(fā)，導(dǎo)致月球正面和背面的月海分布不對(duì)稱(chēng)。然而這一模型不能很好地解釋為什么位于月背，月殼很薄的南極-艾特肯盆地也缺乏大規(guī)模的月海玄武巖漿活動(dòng)。本研究提出，月球巖漿活動(dòng)除受月殼厚度影響外，月幔源區(qū)的物質(zhì)組成也是重要的控制因素。盡管南極-艾特肯盆地具有薄的月殼，但該盆地之下虧損難熔的月幔難以發(fā)生顯著規(guī)模的熔融，導(dǎo)致盆地內(nèi)缺乏大規(guī)模的月海玄武巖噴發(fā)。
本研究獲得的低鈦玄武巖年齡結(jié)合撞擊坑統(tǒng)計(jì)分析還彌補(bǔ)了月球撞擊歷史研究在～32–20億年間缺乏樣品標(biāo)定的空白，更新了行星地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域廣泛使用的撞擊年代學(xué)曲線。新獲取的撞擊通量模型首次以樣品年齡為約束，證明月球的撞擊通量經(jīng)過(guò)早期快速衰退后，在28.3億年前已達(dá)到整體穩(wěn)定的狀態(tài)。
本工作得到了中國(guó)科學(xué)院（批準(zhǔn)號(hào)：ZDBS-SSW-JSC007-11）和中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所月球研究項(xiàng)目（批準(zhǔn)號(hào)：2022SZJJZD-03）的資助。
????論文信息：
Cui,Z.X.?,Yang,Q.?,Zhang,Y.Q.,Wang,C.Y.,Xian,H.Y.,Chen,Z.M.,Xiao,Z.Y.,Qian,Y.Q.,Head III,J.W.,Neal,C.R.,Xiao,L.,Luo,F.,Chen,J.,He,P.,Cao,Y.,Zhou,Q.,Huang,F.F.,Chen,L.L.,Wei,B.,Wang,J.T.,Yang,Y.N.,Li,S.,Yang,Y.P.,Lin,X.J.,Zhu,J.X.,Zhang,L.*,Xu,Y.G.*. 2024. A sample of the Moon's far side retrieved by Chang'e-6 contains 2.83-billion-year-old basalt. Science
?????論文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adt1093
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