前人研究表明,南极-艾特肯盆地(SPA)约形成于42.5亿年前的一次巨型撞击事件,其释放能量超过百万亿吨级原子弹当量。但此次撞击对月球地质构造与热演化的影响,始终是行星科学领域悬而未决的重大科学问题。
在过去一年中,中科院地质与地球物理研究所、国家天文台联合南京大学等单位组成的科研团队,基于SPA样本研究取得四项标志性成果,相关成果以四篇封面文章形式发表于《自然》期刊。
据中国科学院院士、中国科学院地质与地球物理研究所吴福元研究员介绍,这四篇《自然》论文首次系统揭示了SPA撞击事件引发的深层次地质效应。
封面成果主要聚焦以下领域:
长期火山活动:通过分析识别出月球背面存在42亿年前与28亿年前两期火山活动,证实月球火山活动持续时间至少达14亿年,远超此前认知。
磁场震荡现象:玄武岩碎屑古地磁强度测量显示,28亿年前月球磁场强度出现回弹现象,表明产生磁场的月球发电机机制并非平稳衰减而是呈现间歇性震荡。
水分布不对称性:发现月球背面地幔含水量显著低于正面地幔,证实挥发性元素在月幔内部呈不均匀分布,为月球不对称性增添了新维度。
地幔贫化特征:玄武岩地球化学分析指向"极度贫化"的地幔源区,可能源于原始贫化地幔或巨型撞击引发的熔体大规模抽离,凸显重大撞击事件对月球深部结构的重塑作用。
国家天文台团队率先发表样本理化特性与矿物组分分析,系统阐明样品物质属性。中科院广州地球化学研究所团队随后确认28亿年前月球背面火山活动事件,并将其与高度贫化地幔建立成因联系。中科院地质地球所团队则精确限定SPA撞击年龄为42.5亿年前,为研究太阳系早期撞击事件提供关键时标。
这些发现不仅揭示了月球背面的演化密码,更彰显嫦娥六号任务的革新意义,为深入认识行星形成与演化机制开辟新路径。
Story Source:
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Journal Reference:
Qin Zhou, Wei Yang, Zhuyin Chu, Honggang Zhu, Saihong Yang, Xingguo Zeng, Ding-Shuai Xue, Li-Hui Jia, Guangliang Zhang, Hongbo Zhang, Yanhao Lin, Huijuan Zhang, Heng-Ci Tian, Peng Peng, Dan-Ping Zhang, Lixin Gu, Chunlai Li, Fu-Yuan Wu.Ultra-depleted mantle source of basalts from the South Pole–Aitken basin.Nature, 2025; 643 (8071): 371 DOI:10.1038/s41586-025-09131-7