愛媛大學尖端研究院地球深部動力學研究中心的龜山真典教授、東京大學研究生院綜合文化研究科的於賢洋（研究當時為博士生）、小河正基副教授（研究當時）、東京大學研究生院理學系研究科西山學客座共同研究員、日本國立研究開發法人海洋研究開發機構的宮腰剛廣主任研究員組成的研究團隊宣佈，通過對月球內部的數值模擬，揭示了岩漿上升機制的變化是持續引發長達30億年月球局部火山活動的原因。該成果預計將為未來的月球探測計劃提供指導方針。相關研究成果已發表在國際學術期刊《Geophysical Research Letters》的4月25日刊上。
圖1 通過模擬獲得的約30億年前的月球內部溫度（右）與岩漿量（左）（供圖：東京大學 於賢洋）
月球曾存在活躍的火山活動，噴發的岩漿殘留物被看成月亮上搗年糕的兔子圖案。特別是相當於「兔子」和「臼」的風暴洋盆地（Procellarum Basin），觀測發現其大部分區域的火山活動約從40億年前開始活躍，並在約35億年前迎來峰值後持續了數十億年。然而，火山活動長期持續的原因一直未被探明。
為此，研究團隊採用將火成活動（岩漿生成、移動效應）反映至地幔對流模型的二維模式，對月球內部演化進行了數值模擬。
模擬結果成功再現了長達30億年的長期火山活動。
研究發現，古老時期的火山活動是經放射性元素加熱而在月球深部產生的岩漿主動上升所致，而相對較新時期的火山活動則由高密度物質下沉導致的反作用（對向流）引發。
研究還發現，長期的火山活動會因地殼正下方放射性元素濃集區域（富含鈦鐵礦的高密度物質濃集區域）的存在而在局部顯著化。
這表明，即便是月球這樣的小型天體，其內部也可能曾經長期處於流動環境。
研究還揭示了地殼正下方可能存在富含放射性元素的區域，且該區域可能與月球整體內部的非均質性密切相關。
龜山教授和於賢洋表示：「通過本研究，我們瞭解到岩漿引發的月球內部變化曾極具動態性。能夠在超級計算機‘富嶽’等設備上高效執行同時處理岩漿上升與地函運動的高度計算，是取得研究成果的關鍵。今後，我們計劃將研究擴展為模擬月球地函的三維球體模型，挑戰更忠實地再現月球內部情況。」
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Geophysical Research Letters
論文：Long-Lasting Volcanism of the Moon Aided by the Switch in Dominant Mechanisms of Magma Ascent: Role of Localized Radioactive Enrichment in a Numerical Model of Magmatism and Mantle Convection
DOI：10.1029/2025GL115215
