我国月壤研究“上新”：发现多种含氮有机质，揭秘早期星际“快递”

嫦娥六号（A-B）和嫦娥五号（C-D）月壤中的代表性有机质。扫描电镜二次电子像叠加碳元素能谱图

地球上最早的有机质来源于“天外”？这些证据在地球上或许早就无处寻觅，但在月球上却可能有所留存。在我国嫦娥五号、嫦娥六号月球探测器带回的月壤样品中，科学家不仅发现了多种含氮有机质，还识别出太阳风注入的信号。相关论文4月9日发表于国际学术期刊《科学进展》。

揭秘天外有机物“快递”历史

在早期太阳系中，小行星和彗星像快递员一样，持续向类地行星输送有机质，以及碳、氮、氧、磷、硫等与生命化学密切相关的元素，可能为早期地球提供了部分可供生命起源和演化利用的化学原料。

然而，由于地球地质演化和生命活动十分活跃，相关早期记录已难以保存。相比之下，地质活动相对较弱的月球则如同一枚“时间胶囊”，更可能保存下地外有机质输入和后续演化的信息。不过，科学界虽已在阿波罗月壤中发现碳和氮，但对月壤中是否存在含氮有机质，以及它们的具体形态、成因和保存机制，仍缺乏系统认识。

此次研究由中国科学院地质地球研究所郝佳龙正高级工程师联合新墨西哥大学、长沙理工大学等单位科研人员共同完成。科研人员选取嫦娥五号和嫦娥六号月壤颗粒，利用多种显微和谱学技术开展关联分析。

研究结果显示，月壤表面有机质主要以亚微米至微米尺度的颗粒状、附着状和包裹体状三类形态出现，内部往往含有月壤常见无机矿物颗粒。论文第一作者、地质地球所博士生董明潭介绍，这些有机质的化学组成以碳、氮、氧为主，整体呈无定形结构特征，部分样品中还识别出酰胺官能团特征。“这说明，这些有机质并非简单的石墨化碳，而是经历了更复杂的化学重组过程。”

长期太阳风辐照留下“指纹”

研究进一步发现，这些月球有机质中的氢、碳、氮同位素，整体上比碳质球粒陨石和小行星样品中已报道的有机质更“轻”。这表明，小行星、彗星等外源天体撞击月球时，不仅将外源有机物输送到月球表面，还可能促使其分解、挥发、迁移，并在矿物表面冷凝形成新的含氮、含氧结构。

月壤中有机质形成和演化示意图

研究团队还首次在月球有机质中识别出太阳风注入信号。“我们推断，部分附着状有机质在形成或沉积后曾长期暴露于月表，持续接受太阳风辐照。”郝佳龙解释，太阳风注入特征是太阳风粒子注入并改造月表物质后留下的“指纹”，这也进一步排除了这些有机质来自地球污染的可能。

研究人员表示，这项成果还为我国后续深空采样返回任务提供了重要的技术支撑和科学锚点，研究所建立相关技术路线有望服务于天问二号小行星采样返回样品中有机质和挥发分的识别与解译。

原标题：《我国月壤研究“上新”：发现多种含氮有机质，揭秘早期星际“快递”》

栏目主编：任荃 图片来源：中国科学院地质地球研究所

来源：作者：文汇报 许琦敏