探月新篇 !嫦娥六号月球样品研究成果发布
7月9日,中国科学院召开新闻发布会,发布嫦娥六号月球样品最新研究成果。当天,中国科学院地质与地球物理研究所(以下简称“地质地球所”)、中国科学院国家天文台(以下简称“国家天文台”)与南京大学等科研团队,利用嫦娥六号采回的月球背面样品取得的四项研究成果以封面文章形式发表于国际学术期刊《自然》杂志。这四项研究分别揭示了月背岩浆活动、月球古磁场、月幔水含量及月幔演化特征,首次为人类揭开了月球背面的演化历史,在全球学界引发广泛关注,中外多位专家学者点评称,嫦娥六号样品研究这四项成果对月球及行星科学领域具有划时代意义,“正在彻底重塑我们对月球的认知”。
月球存在 “二分性”
2024 年 6 月 25 日,嫦娥六号实现世界首次月球背面采样返回的壮举,带回了 1935.3 克月球背面样品。这些样品采集于月球上最大、最深且最古老的撞击坑 —— 南极 - 艾特肯盆地,为科学家们厘清月球正面和背面物质组成的差异、破解月球 “二分性” 之谜提供了难得的机遇。
月球具有 “二分性”,其正面和背面在形貌、成分、月壳厚度、岩浆活动等方面存在显著差异,但月球 “二分性” 的形成机制仍然悬而未决,是月球科学研究中亟待解决的关键问题。此前,科学界对于月球背面的认识主要基于遥感研究,嫦娥六号的样品则让科学家们有了 “近距离接触” 月球背面的机会。
图为嫦娥六号返回样品中两种不同年代玄武岩的分析结果。(李秋立供图) / 来源:科普时报
嫦娥六号月壤研究成果
此次,科学家们通过嫦娥六号样品取得了多个“首创性”的关键进展:首次揭示月背约42亿年前和28亿年前存在火山活动,此类活动至少持续了14亿年;首次获得月背古磁场信息,发现月球磁场强度可能在28亿年前发生过反弹,指示月球发电机磁场并非单调衰减而是存在波动;首次获得月球背面月幔的水含量,发现其显著低于正面月幔,指示月球内部水分布也存在二分性;首次发现月球背面玄武岩来自极其亏损的源区,它可能指示了原始月幔的极度亏损,或缘于大型撞击事件导致的熔体抽取,揭示大型撞击事件可能对月球深部圈层演化产生巨大影响。
中国科学院院士、地质地球所研究员吴福元表示:“南极-艾特肯盆地是月球三大构造单元之一,直径约2500千米,该撞击坑形成的能量大约相当于原子弹爆炸的万亿倍,但这种大型撞击到底对月球演化造成怎样的影响,一直是未解之谜。此次在《自然》杂志发表的四篇文章,首次系统揭示了南极-艾特肯大型撞击的效应,这是成果的核心亮点。”
除了此次四项科学进展,一年来,中国科学院的科学家们利用嫦娥六号样品还取得了其他许多科学突破。例如,国家天文台与合作者发表嫦娥六号返回样品的首篇研究论文,揭秘了样品的物理、矿物和月幔演化特征;广州地球化学研究所与合作者也发现月球背面存在28亿年前火山活动,并率先发现其月幔源区极度亏损,由此提出月球岩浆活动是月壳厚度以及源区物质组成共同作用的结果,为月海玄武岩分布的二分性提供了全新认识;地质地球所与合作者首次精确测定南极-艾特肯盆地形成于42.5亿年前,让人类在了解太阳系早期大型撞击历史方面有了更精确的“宇宙时钟”标尺。
科研人员在月球样品实验室的解封操作台上处理嫦娥六号月球样品。
新华社记者 金立旺 摄 / 来源:新华社
未来计划:嫦娥七号探月南极
我国探月工程持续推进,中国探月工程四期嫦娥七号任务将开展月球南极的环境与资源勘查,包括月球南极月表环境、月壤水冰和挥发组 分等探测任务,获取全月球、着陆区与巡视区域的遥感和就位科学数据,并为月球科研站建设奠定基础。嫦娥七号计划将于 2026 年前后发射。探测器包括:月球轨道器、着陆器、巡视 器及飞跃器等,着陆区选址在月球南纬 85°以上的南极-艾特肯盆地区域。
国际合作:“嫦娥” 为全球探索贡献力量
嫦娥七号任务遴选了6台国际载荷;嫦娥八号任务向国际社会提供200千克的搭载质量,共收到30余份合作申请……“嫦娥”既是中国的、又属于全人类,为国际科技合作提供广阔舞台,为全球深空探索贡献中国智慧和中国力量,中国探月工程步履不停。
嫦娥六号月球样品的研究成果,不仅让我们对月球有了更深入的认识,也为人类未来的深空探索提供了重要的科学依据。相信在科学家们的不懈努力下,月球的更多奥秘将被一一揭开。