月球形成于約45億年以前，它的質(zhì)量只有地球的1/81，對(duì)于如此小的天體來(lái)講，理論上它應(yīng)該快速冷卻而早早地停止火山活動(dòng)。

一直以來(lái)，科學(xué)家也普遍認(rèn)為月球在30億年前就已“休眠”，火山活動(dòng)基本停止。然而，我國(guó)嫦娥五號(hào)和六號(hào)任務(wù)分別帶回了20億年和28億年前形成的玄武巖樣品，證實(shí)月球在“晚年”依然有火山噴發(fā)。

這引出了一個(gè)關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題：是什么熱動(dòng)力機(jī)制支撐著月球在“晚年”仍保持活力？

針對(duì)這一謎題，中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所副研究員汪程遠(yuǎn)與中國(guó)科學(xué)院院士徐義剛團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合香港大學(xué)博士錢(qián)煜奇等，對(duì)嫦娥六號(hào)月球樣品開(kāi)展了系統(tǒng)性研究，成功揭示了月球年輕火山活動(dòng)的源區(qū)特征與熱驅(qū)動(dòng)機(jī)制。相關(guān)成果于北京時(shí)間8月23日凌晨2點(diǎn)發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）。

月球晚期火山活動(dòng)想象圖 圖源中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所

研究團(tuán)隊(duì)在嫦娥六號(hào)樣品中識(shí)別出兩類形成于約28億年前和29億年前的玄武巖。它們的成分和來(lái)源深度都不同，一類是源自月幔深處（超過(guò)120公里）的“超低鈦玄武巖”，另一類是來(lái)自較淺的月幔（60公里–80公里）的“低鈦玄武巖”。

通過(guò)模擬月球內(nèi)部的高溫高壓環(huán)境，研究人員發(fā)現(xiàn)，這兩類巖石來(lái)自月球早期巖漿海洋冷卻后形成的兩種不同巖層：普通的輝石巖層和含鈦鐵礦的輝石巖層（IBC）。

那為什么月球“晚年”還有火山噴發(fā)？

以前的傳統(tǒng)觀點(diǎn)分兩派，一派認(rèn)為月球某些部分富含水，降低了巖層的熔點(diǎn)；另一派則認(rèn)為月球某處有放射性生熱元素（KREEP）在持續(xù)發(fā)熱。

嫦娥五號(hào)、六號(hào)帶回的樣品駁斥了這兩種觀點(diǎn)：樣品巖石的源區(qū)既“干燥”，又缺乏放射性生熱元素。

嫦娥六號(hào)著陸區(qū)地質(zhì)圖 圖源央視網(wǎng)

基于對(duì)嫦娥六號(hào)兩類玄武巖的對(duì)比，研究團(tuán)隊(duì)提出了一個(gè)新的熱動(dòng)力機(jī)制：月球冷卻過(guò)程中，外層的巖石圈越來(lái)越厚，深部巖漿噴不出來(lái)，就被“卡”在淺層月幔的底部。這些被堵住的巖漿像個(gè)慢燉鍋，持續(xù)向上導(dǎo)熱，把淺部月幔給烤熔了，最終導(dǎo)致火山噴發(fā)。

為進(jìn)一步驗(yàn)證該模型，研究團(tuán)隊(duì)還去核對(duì)了全月球遙感數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)果然如此：距今30億年前月球火山噴發(fā)原因五花八門(mén)，有放射性加熱、有潮汐力、還有隕石撞擊；但距今30億年后就變得很單一，基本全靠這種自下而上的“慢燉鍋式”熱傳輸機(jī)制，使得年輕月球火山活動(dòng)的源區(qū)集中在淺部月幔。

月球火山活動(dòng)熱動(dòng)力機(jī)制 圖源央視網(wǎng)

團(tuán)隊(duì)還有個(gè)有趣的發(fā)現(xiàn)：月球的正面和背面不太一樣。正面晚期火山巖化學(xué)成分更像嫦娥五號(hào)采的樣品，背面則更像嫦娥六號(hào)的超低鈦玄武巖。這表明月球正面和背面的月幔組成可能存在差異：正面月幔淺部含鈦鐵礦較多，而背面則相對(duì)較少。這一發(fā)現(xiàn)為理解月球的不對(duì)稱演化提供了新線索。

上述研究不僅講清楚了月球?yàn)楹巍袄袭?dāng)益壯”，還為其他沒(méi)有大氣層的小型天體的火山活動(dòng)提供了新思路。從嫦娥五號(hào)到六號(hào)，中國(guó)探月工程正一步步改寫(xiě)宇宙教科書(shū)。

其中，徐義剛院士團(tuán)隊(duì)以其創(chuàng)新與嚴(yán)謹(jǐn)，在廣州這片熱土上書(shū)寫(xiě)了屬于中國(guó)探月工程的科研答卷。而這些動(dòng)人的科研故事，如今并未止步于實(shí)驗(yàn)室。在廣州科學(xué)家故事展中，徐義剛院士的探索歷程與科研精神，正通過(guò)豐富的形式與觀眾見(jiàn)面。

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參考來(lái)源

廣東科技《月球“晚年”為何還有火山噴發(fā)？中國(guó)科學(xué)家提出新解釋》

https://mp.weixin.qq.com/s/BRYA5Wdv4rbhLUNEhRTp3Q

中國(guó)科學(xué)院院刊《劉嘉麒：月球探測(cè)的意義與思考》

https://mp.weixin.qq.com/s/5X1RYk0c9qAZTRULC7qwxA

央視網(wǎng)《科學(xué)家揭秘月球“晚年”為何還有火山噴發(fā)》

https://mp.weixin.qq.com/s/Jptjdo8pd0UlSC-cBJXKLg

中科院地質(zhì)地球所《蘇斌等-SA：嫦娥五號(hào)玄武巖揭秘月球年輕火山成因之謎》

https://mp.weixin.qq.com/s/tOcvFKXfmyHrMu5ZbX-VhA

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