中国嫦娥六号（CE-6）样本采集任务详解

人类第一次看到月球的另一面是在1959年，当时苏联的月球3号探测器捕捉到了我们第一张月球背面的照片。这些照片令人震惊，指出了月球不同侧面之间的明显差异。现在，中国正在向月球背面发射另一个着陆器。

这一次，它将从这个长期看不见的领域带回一个样本，可以解释这个令人困惑的差异。

嫦娥六号（CE-6）已于5月3日发射，并将前往太阳系第二大撞击坑：南极艾特肯盆地（SPA）。它将降落在阿波罗盆地，这是更大的SPA盆地中的一个子盆地。

中国此前已经在月球背面发射了一个着陆器（嫦娥四号）。他们还在月球近侧放置了一个着陆器，并带回了样本（嫦娥五号）。但CE-6将是第一个从月球背面返回的样本。这是中国探月计划（CLEP）的最新任务。

发表在《地球与行星科学快报》上的一篇新论文概述了CE-6着陆点的重要性以及它将返回地球的样本。它的标题是“阿波罗盆地长期的背面火山活动：嫦娥六号着陆点”。第一作者是香港大学地球科学系的钱煜奇博士。

当苏联的月球3号探测器让我们第一次看到月球的远端时，科学家们很快就意识到它与近端有多么不同。月球的近侧是巨大的玄武岩熔岩平原，被称为“月海”。月海占据了月球近面31%的面积。

但月球背面的情况却大不相同。月球月海只占月球背面约2%的面积。相反，它被密集的陨石坑高地所占据。这就是所谓的月球二分法。这种差异可能是由于月球近侧下方产生热量的元素沉积造成的，这些元素形成了月球月海。科学家们还提出，一个早已消失的伴星撞击了月球背面，形成了高地。

钱煜奇博士和他的同事在论文中写道：“月球背面玄武岩缺乏的原因是一个主要的月球科学问题。嫦娥6号（CE-6）任务是第一次返回月球背面的样本任务，目标是降落在阿波罗盆地南部，对月球背面的海玄武岩进行采样，以获得对月球早期演化的关键见解。”

来自远端的CE-6样本可以开始回答关于两面差异的问题。为了准备接收样本，钱煜奇博士和他的同事研究了阿波罗盆地的火山活动。他们的工作揭示了多样而令人费解的火山活动。

他们的研究表明，阿波罗盆地经历了从酒海纪（约40.5亿年前）到爱拉托逊纪时期（约17.9亿年前）的火山活动。然而，由于月球背面的地壳要厚得多，它影响了火山活动。在像奥本海默陨石坑这样的地壳厚度中等的地区，熔岩堤在火山口底部停滞不前。熔岩横向扩散，形成一个岩底破碎的火山口。

有些地区，比如阿波罗陨石坑的内层，有很薄的地壳。在这里，熔岩堤直接喷发，形成了广泛的熔岩流。但在地壳最厚的地方，在高原地区，没有证据表明那里的堤坝曾经到达过地表。

“这一基本发现表明，月球近端和远端的地壳厚度差异，可能是月球不对称火山活动的主要原因，”钱博士说。“这可以通过返回的嫦娥六号样本来验证。”

他们之所以选择阿波罗陨石坑的南海，部分原因是它至少有两次来自两个不同时期的历史性喷发。每一个都有不同的钛含量。较早的一个发生在33.4亿年前，钛含量很低（重量3.2%）。后者发生在约30.7亿年前，钛含量较高（重量为6.2%）。

岩石中钛的含量与岩石成因、岩石的成因和形成有关。科学家们认为，高钛和低钛月球玄武岩是在月球不同的地质层融化时形成的。作者写道：“从独特的地质环境中返回的CE-6样品将提供重要的岩石成因信息，以进一步解决月球背面海玄武岩的缺乏和月球背面的二分法。”

作者认为，CE-6采集的样品来自钛含量较高的后期喷发边缘。该样本将具有更高的科学价值，因为它实际上同时采集了三种物质：较新的高钛玄武岩、潜在的低钛玄武岩，以及其他与撞击事件无关的物质。“不同的样本来源将为解决隐藏在阿波罗盆地的一系列月球科学问题提供重要的见解，”该论文的合著者、同样来自香港大学的约瑟夫·米哈尔斯基教授说。

“我们的研究结果是对嫦娥六号月球任务的巨大贡献。”香港大学地球科学系讲座教授、该论文的合著者赵国春教授说：“它为全面了解即将返回的嫦娥六号样本奠定了一个地质框架，并将成为中国科学家即将进行的样本分析的关键参考。”

嫦娥六号将运送多达2公斤（4.4磅）的月球物质。它应该在6月25日左右到达地球。

作者总结道：“这些返回的样本可以帮助回答有关高钛和低钛玄武岩演化的问题，地壳厚度对月球火山活动的影响，以及月球科学中最基本的未解决问题：月球正面和背面明显不对称的原因是什么？”

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