7月9日，中國科學(xué)院召開新聞發(fā)布會(huì)，發(fā)布嫦娥六號(hào)月球樣品最新研究成果。當(dāng)天，多個(gè)科研團(tuán)隊(duì)利用嫦娥六號(hào)采回的月球背面樣品取得的四項(xiàng)研究成果，以封面文章形式發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志。四項(xiàng)研究分別揭示了月背巖漿活動(dòng)、月球古磁場(chǎng)、月幔水含量及月幔演化特征，首次為人類揭開了月球背面的演化歷史。
多個(gè)“首創(chuàng)性”進(jìn)展，系統(tǒng)揭示了南極-艾特肯大型撞擊的效應(yīng)
月球具有“二分性”，其正面和背面在形貌、成分、月殼厚度、巖漿活動(dòng)等方面存在顯著差異，但月球“二分性”的形成機(jī)制仍然懸而未決，是月球科學(xué)研究中亟待解決的關(guān)鍵問題。
此前，科學(xué)界對(duì)于月球背面的認(rèn)識(shí)主要基于遙感研究。2024年6月25日，嫦娥六號(hào)在人類歷史上首次攜帶1935.3克月球背面樣品返回地球，這些樣品采集于月球上最大、最深且最古老的撞擊坑——南極-艾特肯盆地（SPA），為厘清月球正面和背面物質(zhì)組成的差異、破解月球“二分性”之謎提供了難得的機(jī)遇。
此次，科學(xué)家們通過嫦娥六號(hào)樣品取得了多個(gè)“首創(chuàng)性”的關(guān)鍵進(jìn)展：揭示月背在約42億年前和28億年前存在兩期不同的玄武質(zhì)火山活動(dòng)，表明月球背面可以維持持久的火山活力；獲得月背古磁場(chǎng)信息，發(fā)現(xiàn)月球磁場(chǎng)強(qiáng)度可能在28億年前發(fā)生過反彈，指示月球發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)并非單調(diào)衰減而是存在波動(dòng)；獲得月球背面月幔的水含量，發(fā)現(xiàn)其顯著低于正面月幔，指示月球內(nèi)部水分布也存在“二分性”；發(fā)現(xiàn)月球背面玄武巖來自極其虧損（即非常缺乏容易熔融、隨巖漿上涌的元素）的源區(qū)，它可能指示了原始月幔的極度虧損，或緣于大型撞擊事件導(dǎo)致的熔體抽取，揭示大型撞擊事件可能對(duì)月球深部圈層演化產(chǎn)生巨大影響。
中國科學(xué)院院士、地質(zhì)地球所研究員吳福元表示，南極-艾特肯盆地是月球三大地質(zhì)體之一，直徑約2500公里，該撞擊坑形成的能量大約相當(dāng)于原子彈爆炸的萬億倍，但這種大型撞擊到底對(duì)月球演化造成怎樣的影響，一直是未解之謎。此次在《自然》雜志發(fā)表的四篇文章，首次系統(tǒng)揭示了南極-艾特肯大型撞擊的效應(yīng)，這是成果的核心亮點(diǎn)。
“系列成果首次為人類揭開了月球背面的演化歷史?！眳歉Ｔ芯繂T描述道，42.5億年前，一個(gè)直徑約200公里的天體撞擊了月球南極，形成了一個(gè)直徑約2500公里、深達(dá)百公里級(jí)的熔融池。熔融池冷卻結(jié)晶，形成了南極-艾特肯蘇長巖，這是科研人員發(fā)現(xiàn)的月球新的巖石類型，證明阿波羅計(jì)劃獲取的月巖樣品不能代表月球全部。撞擊導(dǎo)致盆地下伏月幔發(fā)生熔體抽取，虧損不相容元素和水。
國家天文臺(tái)科研人員查看巖屑顯微鏡成像照片。國家天文臺(tái)供圖
理論上，這種極度虧損和貧水的月幔將不會(huì)再熔。約28億年前，月球內(nèi)部活力突然增強(qiáng)，觸發(fā)上述月幔熔融產(chǎn)生巖漿?；鹕絿姵龅娜蹘r記錄下了這次月球內(nèi)部活力增強(qiáng)事件，并在2024年6月25日被嫦娥六號(hào)任務(wù)帶到了地球。
中國行星科學(xué)將邁向“并跑”，在某些領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)引領(lǐng)
“盡管人類擁有阿波羅、月球號(hào)任務(wù)樣本及月隕石超50年，但嫦娥六號(hào)從月球背面帶回的全新樣本，正顛覆多項(xiàng)月球科學(xué)經(jīng)典理論?！痹邳c(diǎn)評(píng)該系列成果時(shí)，英國開放大學(xué)教授馬赫什·沙南（Mahesh Anand）表示，嫦娥六號(hào)樣本迫使學(xué)界重新審視月球起源與演化理論：從內(nèi)部動(dòng)力學(xué)、水分布到磁場(chǎng)機(jī)制。目前研究?jī)H觸及樣本的冰山一角，隨著深度分析推進(jìn)，更多顛覆性發(fā)現(xiàn)將接踵而至?！皹颖痉祷厝蝿?wù)如同持續(xù)饋贈(zèng)的科學(xué)禮盒，我們熱切期待嫦娥六號(hào)及未來月球任務(wù)帶來更多宇宙密鑰?！?/p>
除了此次四項(xiàng)科學(xué)進(jìn)展，一年來，中國科學(xué)院的科學(xué)家們利用嫦娥六號(hào)樣品還取得了其他許多科學(xué)突破。
中國科學(xué)院地質(zhì)地球所科研團(tuán)隊(duì)向超導(dǎo)磁力儀中放置月壤樣品。中國科學(xué)院地質(zhì)地球所供圖
例如，中國科學(xué)院國家天文臺(tái)與合作者發(fā)表嫦娥六號(hào)返回樣品的首篇研究論文，揭秘了樣品的物理、礦物和月幔演化特征；中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所與合作者也發(fā)現(xiàn)月球背面存在28億年前火山活動(dòng)，并發(fā)現(xiàn)其月幔源區(qū)極度虧損，由此提出月球巖漿活動(dòng)分布是月殼厚度以及源區(qū)物質(zhì)組成共同作用的結(jié)果，為月海玄武巖分布的“二分性”提供了全新認(rèn)識(shí)；中國科學(xué)院地質(zhì)地球所與合作者首次精確測(cè)定南極-艾特肯盆地形成于42.5億年前，讓人類在了解太陽系早期大型撞擊歷史方面有了更精確的“宇宙時(shí)鐘”標(biāo)尺。
此前，中國科學(xué)家利用嫦娥五號(hào)樣品證明月球正面在20億年前仍存在巖漿活動(dòng)，使目前已知月球地質(zhì)壽命“延長”了10億年，曾被國際同行評(píng)價(jià)為“改變了對(duì)月球演化歷史的認(rèn)知”，使得月球樣品研究進(jìn)入“嫦娥時(shí)代”。
對(duì)此，國家天文臺(tái)研究員李春來表示，中國探月工程的成功是科學(xué)與工程深度融合的典型范例，隨著更多“一手?jǐn)?shù)據(jù)”獲取，中國行星科學(xué)將從“跟跑”邁向“并跑”，甚至在某些領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)引領(lǐng)。
新京報(bào)記者 張璐
編輯 張磊 校對(duì) 李立軍
