研究月球两侧为何如此不同的科学家们发现了新的证据，这可能有助于解释这一长期以来的谜团。由南京大学的许济华教授领导的研究团队分析了中国嫦娥六号（CE6）使命收集的月球岩石，发现了表明几亿年前巨大熔岩运动塑造了月球的线索。研究人员研究了三种类型的月球岩石的化学成分：斜长岩、镁套岩和月海玄武岩。他们将这些来自月球远端的样本与阿波罗和嫦娥五号使命收集的月球近端材料进行了比较。他们的研究结果表明，月球显著差异的形成源于其古老月球岩浆海（LMO）内部的大规模热驱动循环，这一过程发生在月球与地球形成潮汐锁定之后。月球的两侧为何如此不同？面对地球的月球一侧与永远背对我们的半球看起来截然不同。近端特征为广袤的黑色火山玄武岩平原以及相对较高浓度的钾、稀土元素和磷（KREEP）。相比之下，远端则以古老的、高度撞击的高原为主，具有更厚的地壳和相对较少的火山平原。科学家们几十年来一直争论这种不均匀结构的起源。提出的解释包括月球原始岩浆海的循环方式的不同、大规模碰撞、由引力潮汐造成的加热以及月壳的不均匀发展。然而，没有一个理论获得普遍接受。另一个重要问题仍然未得到解答。尽管两个半球之间的对比在表面和地壳中清晰可见，但科学家们还不确定这种差异是否延伸到月球的深层地幔。嫦娥六号样本揭示出惊人的相似性。2024年，嫦娥六号成为首个从月球远端返回样本的使命，提供了研究这一谜团的重要机会。科学家们首次能够直接比较来自两个月球半球的岩石。分析揭示了月球对比表面下的重要相似性。嫦娥六号收集的玄武岩显示出化学特征，表明它们源自贫乏地幔材料，很像阿波罗宇航员带回的低Ti玄武岩。这表明，月球的地幔累积物，即随着月球岩浆海结晶而积聚的矿物，其成分在两个半球之间并未显著不同。研究人员在镁套岩中发现了对这一结论的额外支持。这些岩石是在部分熔化的积累地幔物质与地壳之间的相互作用下形成的。其镁值（Mg#）提供了一个重要的指标，指示它们来源于何种地幔材料。由于嫦娥六号和阿波罗的镁套样本具有相似的Mg#值，研究人员得出结论，月球两侧下方的地幔累积物具有广泛相似的化学特性。换句话说，从月球原始岩浆海结晶产生的材料在近侧和远侧之间没有显著的组成差异。月球地壳讲述了一个不同的故事。虽然地幔的组成相对均匀，但月球的地壳显示出更明显的对比。嫦娥六号返还的斜长岩样本的Mg#峰值值比相应的阿波罗样本高，表明远侧的地壳含有更多富镁物质。这与先前对月球远程观测所做的观察一致。研究人员还在镁套岩中发现了重要的化学差异。嫦娥六号的样本中稀土元素浓度极低，并且其钍与铈比（Th/Sm）低于阿波罗样本。这些差异提出了两种可能的解释。要么是在远侧形成的镁套岩浆没有大规模涉及KREEP丰富的材料，要么这些元素所含的层在月球上不均匀发展，使两个半球具有不同的化学组成。地球引力是如何塑造月球的结合这些发现，研究人员构建了一个模型，解释月球为何获得两种截然不同的面貌。根据他们提出的情景，月球的早期岩浆海最初以相对均匀的方式冷却和结晶。这一过程产生了最初的地幔累积物和斜长岩地壳，在月球与地球形成潮汐锁定之前。情况在月球定居在一种保持相同半球面向我们星球的轨道时发生了变化。在那时，地球与月球之间的距离更加接近，重力潮汐力量生成了更多的热。