地质学家揭示嫦娥六号着陆点月球阿波罗盆地神秘而多样的火山活动

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嫦娥六号任务是世界上第一次月球背面样品返回任务。来源：钱玉琪博士

据香港大学：月球的背面是一个神秘的地方，从地球上永远看不到。月球最显著的特征是月球近侧和远侧在成分、地壳厚度和火星火山活动方面的不对称性。由于缺乏远侧样本，科学家们尚未就月球不对称的起源达成共识，这是月球科学中最重要的遗留问题之一。

嫦娥六号任务于2024年5月3日发射，目前正驶向月球，是世界上第一次月球背面样品返回任务。它的目标是将约2公斤的月球土壤从南极-艾特肯盆地内阿波罗盆地的南部马雷平原返回地球，这是太阳系中已知的最大撞击特征。这些样本具有巨大的科学潜力，可用于解决月球二分法难题，甚至重塑我们对最近邻居的认识。

正如最近发表在《地球与行星科学快报》上的一篇论文所示，香港大学地球科学系的钱玉琪博士、Joseph Michalski和赵教授及其国际合作者对阿波罗盆地及其周围环境的火山活动进行了全面研究，揭示了嫦娥六号着陆点神秘而多样的火山活动，对嫦娥六号样本分析和月球二分法的起源具有重要意义。

研究发现，阿波罗盆地有广泛的火山活动，持续时间从内克塔纪（约40.5亿年前）到埃拉托夫斯尼纪（约17.9亿年前。该地区的火山活动受到地壳厚度的显著影响。中等厚度地壳中的海堤倾向于在火山口底部下方失速，横向扩展形成一个底坎和底部断裂的火山口。

阿波罗盆地事件减薄的地壳下的海堤直接到达地表并喷发形成广泛的熔岩流，厚地壳中的海堤在能够到达地表并形成玄武岩海堤侵入体之前就停滞了。钱博士说：“这一基本发现表明，近侧和远侧地壳厚度的差异可能是月球不对称火山活动的主要原因。”。“这可以通过返回的嫦娥六号样本进行测试。”

对于嫦娥六号即将着陆的阿波罗盆地南部马雷平原来说，至少有两次喷发。较早的一次喷发发生在约33.4亿年前，Ti成分较低，覆盖了阿波罗峰环和盆地边缘之间的整个地形低区。后来的喷发发生在30.7亿年前，高Ti成分靠近Chaffee S火山口，并向东流动，厚度逐渐减小，直到遇到原始褶皱脊。

作者认为西部高钛玄武岩具有最丰富的科学意义。对其进行采样将返回高Ti玄武岩、下伏的低Ti玄武岩和撞击事件输送的外来非磁性物质。Michalski教授强调，“多样化的样本来源将为解决阿波罗盆地中隐藏的一系列月球科学问题提供重要见解。”

“我们的研究结果对嫦娥六号月球任务做出了巨大贡献。它为彻底了解尽快返回的嫦娥六号样本奠定了地质框架，并将成为中国科学家即将进行的样本分析的关键参考，”香港大学地球科学系主席教授、论文合著者赵教授说。“这对香港大学来说是一大步，该校寻求在行星科学方面的卓越表现，并更多地参与国家太空计划。”

港大是香港唯一一所拥有嫦娥五号探测月球样品的大学。在这项工作的基础上，香港大学的地质团队也将寻求获取嫦娥六号样本的机会。这一举措旨在使香港大学能够拥有代表近侧和远侧的月球样本，从而打开研究两个月球半球的科学探索新窗口。