中国嫦娥五号和嫦娥六号任务带回了形成于20亿至28亿年前的年轻玄武岩样品,证实月球在休眠期仍存在火山喷发。中国科学院与香港大学团队研究发现,这些玄武岩分为两类:一类源自月幔深处(超120公里),另一类来自浅层月幔(60-80公里),揭示了月球早期岩浆海洋冷却后残留岩层的差异。
传统观点认为放射性生热元素或水分是晚期火山活动的驱动因素,但嫦娥样品成分干燥且缺乏此类元素,否定了这一假说。研究提出新热驱动机制:随着月球冷却,岩石圈增厚导致深部岩浆滞留,热量向上传导触发浅层月幔熔融,最终引发火山喷发。
通过分析全月球遥感数据,团队发现30亿年前后火山活动热源发生转变,后期以自下而上的热传输为主导。此外,月球正面与背面的月幔组成存在差异:正面浅层含钛铁矿较多,火山岩化学特征接近嫦娥五号样品;背面则与嫦娥六号超低钛玄武岩更相似,为月球不对称演化提供了新线索。
该研究不仅刷新了对月球热演化历史的认知,还为无大气层小型天体的火山活动机制提供了参考。随着月球样品研究的深入,未来或将揭示更多地月系统的奥秘。