转自：经济日报

月球背面的神秘面纱正逐步揭开。记者从7月9日召开的中国科学院新闻发布会上获悉，我科学家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、月幔水含量及地球化学特征，首次为人类揭开了月球背面的演化历史。

“过去，人类对月球的了解主要来自阿波罗计划的采样。如今我国科学家从嫦娥六号月球样品中获得的一系列重要发现，正不断颠覆和刷新人类对月球的认知。”中国科学院院士王赤表示。

月球的正面和背面差异巨大，正面相对平坦，有广阔的玄武岩平原；背面则高地遍布，月海稀少，月壳也更厚。月球正反面为何大不相同？科学家提出了很多理论来解释这种“二分性”，比如月球形成早期岩浆洋冷却结晶不均匀、正背面巨型撞击作用的差异（大碰撞假说）等等。然而，过去所有的月球采样都来自月球正面，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，嫦娥六号携带人类首份月背样品返回地球。“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盆地），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。”中国科学院院士、地质地球所研究员吴福元说。

此次，中国科学院地质与地球物理研究所、中国科学院国家天文台与南京大学等科研团队通过嫦娥六号样品研究取得了多个“首创性”的科学成果。

一、首次揭示月背在约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。这些发现为人们了解月球演化提供了关键科学证据。

二、首次获得月背古磁场信息，发现月球磁场强度可能在28亿年前发生增强，这意味着月球活力并非传统认为的单调衰减而是存在波动。

英国开放大学行星科学与探测教授马赫什·沙南说，此前研究认为月球磁场自形成后持续衰减，但嫦娥六号样本显示该时期磁场出现反弹迹象，这对理解月球核演化和磁场生成机制提出了新挑战。

三、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，这表明月球内部水分布也存在二分性。

我科学家选取嫦娥六号月球样品中的玄武岩岩屑开展月幔源区水含量研究。结果显示，嫦娥六号玄武岩的月幔源区极度贫水——水含量仅为1至1.5微克/克，是已报道数据中的最低值，比月球正面月幔更“干”。

“这与近期近侧样本显示的‘湿润月球’特征形成鲜明对比，对月球起源理论提出挑战。”麻省理工学院教授本·韦斯表示。

四、首次发现月球背面玄武岩来自极其亏损的源区，有望揭示月球内部“异常贫瘠”之谜。

国家天文台研究员李春来告诉记者，研究团队对嫦娥六号返回样品中距今约28亿年的玄武岩屑进行了详细分析。结果发现，形成这些玄武岩的“初始原料”——即月球内部的深处物质（称为月幔源区），其状态极其“贫瘠”（科学上称为超亏损）。这意味着它非常缺乏那些容易熔融、随岩浆上涌的元素。

这种极端的“超亏损”特性是如何形成的？研究团队提出了两种可能的模型——“先天贫瘠”说和“后天改造”说。

研究团队表示，无论嫦娥六号玄武岩源区是月球最初形成的“先天状态”，还是后期巨型撞击作用的“改造结果”，SPA盆地下方发现的这种“超亏损”月幔，都是人类首次直接获取月球背面深部物质特性的关键证据，为我们了解月球早期内部如何分层、冷却和演化提供了独一无二的信息，是揭开月球正背面巨大差异之谜的关键一步。

“尽管人类获得月球样本已超过50年——包括阿波罗计划、月球号任务采集的样品以及大量月球陨石。但嫦娥六号样本的研究正在颠覆月球科学领域许多长期建立的假说与理论，并迫使我们重新审视这些理论。”马赫什·沙南表示。

据了解，除了此次的四项科学进展，一年来，中国科学院的科学家们利用嫦娥六号样品还做出了许多科学突破。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、矿物和地球化学特征；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。

“中国探月工程的成功是科学与工程深度融合的典型范例。”李春来表示，随着更多“一手数据”的获取，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。

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”。（经济日报记者　沈慧）