圖片展示了月球南極-艾特肯盆地形成事件如何塑造月球地殼和地幔結(jié)構(gòu)，并最終導(dǎo)致撞擊過(guò)程中揮發(fā)分丟失

月球背面的火山活動(dòng)為何不及正面活躍？或許遭遇大型撞擊是原因之一。通過(guò)分析嫦娥六號(hào)采集的月球背面樣品，我國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：月球南極-艾特肯盆地撞擊事件導(dǎo)致月幔中等揮發(fā)性元素丟失，而這可能抑制了月背后期火山活動(dòng)。相關(guān)論文于1月13日凌晨發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》。

自月球形成以來(lái)，小行星撞擊塑造了遍布月表的撞擊坑與盆地，并顯著改變了月表的形貌與化學(xué)組成，是月球演化最主要的外動(dòng)力地質(zhì)過(guò)程。然而，對(duì)于月球早期的大型撞擊事件是否對(duì)月球深部造成影響，天文學(xué)家仍不清楚。

嫦娥六號(hào)任務(wù)采集了月球最大的撞擊盆地——南極-艾特肯盆地的樣品，為研究相關(guān)大型撞擊事件及其效應(yīng)提供了關(guān)鍵樣品。通過(guò)高精度同位素分析，中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所田恒次研究員團(tuán)隊(duì)精準(zhǔn)捕捉到了40億年前撞擊事件留下的信息。

研究團(tuán)隊(duì)對(duì)毫克級(jí)嫦娥六號(hào)玄武巖單顆粒進(jìn)行了高精度鉀同位素分析。結(jié)果顯示，與來(lái)自月球正面的樣品相比，月背樣品中鉀-41與鉀-39的比值更高，這意味著月背在演化過(guò)程中損失了更多的鉀-39。

田恒次團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室分析數(shù)據(jù)

追溯這一現(xiàn)象，研究團(tuán)隊(duì)逐一檢查了宇宙射線照射、月球巖漿過(guò)程等多種可能因素，證實(shí)是撞擊事件改變了月幔的鉀同位素組成——撞擊瞬時(shí)產(chǎn)生了高溫高壓，像鉀-39這樣的較輕同位素往往優(yōu)先逃逸，這才導(dǎo)致殘余物質(zhì)中偏重同位素比值升高。

田恒次解釋，在撞擊產(chǎn)生的高溫條件下，由于鉀、鋅、鎵等中等揮發(fā)性元素更易發(fā)生揮發(fā)與分餾，因此它們的同位素組成能靈敏記錄撞擊過(guò)程中的溫度、能量，以及物質(zhì)來(lái)源等信息，是揭示撞擊規(guī)模、熱歷史，以及撞擊對(duì)月殼和月幔物質(zhì)改造的關(guān)鍵“同位素指紋”，“艾特肯盆地撞擊事件導(dǎo)致月幔中等揮發(fā)性元素丟失，而這很可能抑制了月球背面后期的火山活動(dòng)”。

該發(fā)現(xiàn)為理解大型撞擊對(duì)月球演化的影響、揭示月球正面與背面二分性的成因，提供了重要依據(jù)。