月球“晚年”为何还有火山喷发？嫦娥六号样品研究揭秘

长期以来，科学家普遍认为月球在30亿年前就已“休眠”，火山活动基本停止。但嫦娥五号和六号任务分别带回了20亿年前和28亿年前形成的玄武岩样品，证实月球在所谓“晚年期”依然发生了火山喷发。针对月球“晚年”为何还有火山喷发这一谜题，中国科学院广州地球化学研究所科研团队联合香港大学等对嫦娥六号月球样品开展了系统性研究。研究团队在嫦娥六号样品中识别出两类形成时间相近（约28亿年前和29亿年前）、但成分和来源深度迥异的玄武岩。一类是源自月幔深处（超过120公里）的“超低钛玄武岩”，另一类是来自较浅的月幔（60公里-80公里）的“低钛玄武岩”。通过模拟月球内部的高温高压环境，研究人员发现，这两类岩石来自月球早期岩浆海洋冷却后形成的两种不同岩层：普通的辉石岩层和含钛铁矿的辉石岩层。传统观点曾推测月球晚期火山活动可能与源区富水或富含放射性生热元素有关，但嫦娥五号、六号样品均否定了这一假说，它们的源区既“干燥”又缺乏放射性生热元素。基于对嫦娥六号两类玄武岩的对比，研究团队提出了一个新的热动力机制：随着月球冷却，其岩石圈不断增厚，深部岩浆难以直接喷出，只能滞留在月幔浅部辉石岩层的底部。这些“被卡住的”岩浆可向上传导热量，从而触发浅部月幔部分熔融，导致火山喷发。此外，团队还分析了全月球遥感数据，发现距今约30亿年前后月球火山活动的热动力机制发生明显转变。30亿年前热源复杂多样，可能包括放射性物质、潮汐力和陨石撞击等；之后则趋于单一，自下而上的热传输机制占据主导，使得年轻月球火山活动的源区集中在浅部月幔。