近期,山東大學發布了一項關于月球科學的突破性研究成果,該研究基于嫦娥六號任務帶回的月壤樣本,對月球背面南極-艾肯(SPA)盆地中的富鎂輝石環區域進行了詳盡的礦物學分析。這項成果被發表在國際知名期刊《自然·通訊·地球與環境》上。
山東大學空間科學研究院的曹海軍博士,作為該研究的首要作者,向媒體透露,此次研究通過實地采樣與精密的實驗室分析,首次獲得了SPA盆地富鎂輝石環區域的“地面真實數據”。這一數據如同為月球做了一次深入的“X光檢測”,揭示了月球背面內部某些未知區域的真實成分,為科學界提供了寶貴的新信息。
長久以來,月球背面因其難以直接觀測而充滿了神秘色彩。傳統的遙感技術雖然提供了不少線索,但缺乏實物證據。此次,山東大學空間科學研究院的行星科學團隊利用先進的拉曼光譜技術,對我國嫦娥六號帶回的月壤樣品進行了深入分析,成功獲取了SPA盆地富鎂輝石環的首份礦物學“實地數據”。
所謂“實地數據”,是指通過對實際采集的月壤樣品進行實驗室觀測所獲得的高精度、可靠的礦物組成信息。這種數據相當于月球地質的“體檢報告”,為科學家們提供了深入了解月球內部成分的重要途徑。而“富鎂輝石環”則是指該區域的巖石富含低鈣輝石,這是一種鎂含量高、鈣含量低的礦物。
SPA盆地作為月球上最大、最深和最古老的撞擊盆地,具有極高的科學價值。據曹海軍博士介紹,形成SPA盆地的大撞擊事件可能挖穿了月殼,暴露了月幔等深部物質。因此,SPA盆地對于研究月球的早期熱演化、撞擊過程以及殼幔組成具有重要意義。
在該研究中,通訊作者山東大學教授凌宗成和他的團隊通過對嫦娥六號月壤進行礦物學統計分析,識別出了16種礦物,主要以斜長石和輝石為主,同時富含外來物質。然而,橄欖石和鈦鐵礦的含量卻顯著低于來自月球正面的月壤樣品。這一發現為科學家們提供了關于月球背面月壤成分的新認識。
研究表明,SPA盆地的鎂環物質主要由斜長石和低鈣輝石組成的亞鐵蘇長巖構成。與SPA盆地撞擊熔融席形成的初始深成巖相比,富鎂輝石環中的斜長石含量明顯偏高。這表明在SPA盆地的撞擊事件后期,約有61%-63%的月殼物質被重新混入到初始蘇長巖中,經過撞擊后的“重塑”過程,最終形成了SPA盆地內環狀結構的亞鐵蘇長巖地質單元。

基于樣品的光譜學與礦物學特征,科研人員首次構建了嫦娥六號著陸區月壤的撞擊混合演化模型。該模型將月壤的形成歷程劃分為五個階段:從約28億年前玄武巖單元的噴發與冷卻開始,到遠端大型撞擊將富含鎂的蘇長巖碎屑濺射至著陸區,再到著陸區經歷多次次生撞擊導致濺射物進一步粉碎,以及小型撞擊事件的持續發生和長期太空風化作用下的月壤細粒化過程。
凌宗成教授表示,這項研究有助于我們更深入地理解月球的歷史和演化過程。從月球年輕時的高溫狀態逐漸冷卻,到經歷太陽系早期的巨型撞擊、后續的系列火山噴發以及晚期的月壤太空風化等地質過程,月球最終形成了今天的模樣。這一發現為我們揭開了月球背面SPA盆地深部巖石類型及成因的神秘面紗。






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