嫦娥六号月球样品系列研究成果发布，首次揭开月球背面演化历史

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，多个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。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。

多个“首创性”进展，系统揭示了南极-艾特肯大型撞击的效应

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。2024年6月25日，嫦娥六号在人类历史上首次携带1935.3克月球背面样品返回地球，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（SPA），为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。

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：揭示月背在约42亿年前和28亿年前存在两期不同的玄武质火山活动，表明月球背面可以维持持久的火山活力；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；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”；发现月球背面玄武岩来自极其亏损（即非常缺乏容易熔融、随岩浆上涌的元素）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地质体之一，直径约2500公里，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。

“系列成果首次为人类揭开了月球背面的演化历史。”吴福元研究员描述道，42.5亿年前，一个直径约200公里的天体撞击了月球南极，形成了一个直径约2500公里、深达百公里级的熔融池。熔融池冷却结晶，形成了南极-艾特肯苏长岩，这是科研人员发现的月球新的岩石类型，证明阿波罗计划获取的月岩样品不能代表月球全部。撞击导致盆地下伏月幔发生熔体抽取，亏损不相容元素和水。

理论上，这种极度亏损和贫水的月幔将不会再熔。约28亿年前，月球内部活力突然增强，触发上述月幔熔融产生岩浆。火山喷出的熔岩记录下了这次月球内部活力增强事件，并在2024年6月25日被嫦娥六号任务带到了地球。

中国行星科学将迈向“并跑”，在某些领域实现引领

“尽管人类拥有阿波罗、月球号任务样本及月陨石超50年，但嫦娥六号从月球背面带回的全新样本，正颠覆多项月球科学经典理论。”在点评该系列成果时，英国开放大学教授马赫什·沙南（Mahesh Anand）表示，嫦娥六号样本迫使学界重新审视月球起源与演化理论：从内部动力学、水分布到磁场机制。目前研究仅触及样本的冰山一角，随着深度分析推进，更多颠覆性发现将接踵而至。“样本返回任务如同持续馈赠的科学礼盒，我们热切期待嫦娥六号及未来月球任务带来更多宇宙密钥。”

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，中国科学院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；中国科学院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，并发现其月幔源区极度亏损，由此提出月球岩浆活动分布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；中国科学院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。

此前，中国科学家利用嫦娥五号样品证明月球正面在20亿年前仍存在岩浆活动，使目前已知月球地质寿命“延长”了10亿年，曾被国际同行评价为“改变了对月球演化历史的认知”，使得月球样品研究进入“嫦娥时代”。

对此，国家天文台研究员李春来表示，中国探月工程的成功是科学与工程深度融合的典型范例，随着更多“一手数据”获取，中国行星科学将从“跟跑”迈向“并跑”，甚至在某些领域实现引领。