月球正面与背面的差异长久以来激发了科学家们的好奇心。一个广为流传的假说是,月球在其初生阶段犹如一片沸腾的岩浆海洋,在冷却过程中,密度较小的富含钙的斜长岩上升至表层,构筑了月球上最为古老的原始外壳。尽管美国的阿波罗任务曾从月球正面采集到这类斜长岩样本,但这些样本不仅数量有限,且地域代表性不足,因此关于月球背面是否拥有与正面相同的原始外壳,科学界始终未能达成共识。
嫦娥六号任务的新发现为这一谜题带来了曙光。其采集的样本源自月球背面的阿波罗盆地,一个地质构造极为复杂、月壳较薄且历经多次撞击的区域。这里的物质混杂,给科学家分析嫦娥六号样本带来了显著挑战。
科研团队利用“月亮女神”探测器的多波段成像数据,结合嫦娥六号样本与现有月球岩石数据库、模拟光谱以及阿波罗任务带回的斜长岩样本进行综合分析,成功识别出51处富含斜长岩的岩石露出点。这些岩石中的斜长石纯度极高,属于罕见的纯斜长岩类型。据论文的主要作者、中国科学院国家空间科学中心的郭弟均副研究员介绍,这些纯斜长岩主要分布在较晚形成的撞击坑的坑壁和中央峰上,似乎是被撞击事件揭露出来的。
嫦娥六号着陆点位于阿波罗盆地南部的月海平原,周边环绕着多个含有纯斜长岩露出点的撞击坑。模拟计算结果显示,这些撞击坑溅射出的物质在嫦娥六号着陆点堆积了超过10厘米的厚度。这意味着嫦娥六号在采集月壤时,极有可能挖掘到了这些源自月球最古老外壳的珍贵碎片。阿波罗盆地内还可能隐藏着源自月幔的低钙辉石。因此,嫦娥六号带回的“月球宝藏”可能同时包含了原始月壳和月幔的物质。
中国科学院国家空间科学中心的研究员刘洋作为论文的通讯作者指出,这项研究极大地深化了我们对月球背面该区域原始月壳分布的认识,为探索月球岩浆洋冷却过程、月壳与月幔的演化等月球早期历史提供了宝贵的参考资料。