中國嫦娥六號取回人類首批來自月球背面的月球樣品，經過科學家們一年的協同攻關，取得豐碩科研成果。中國科學院昨日（9日）召開新聞發布會，介紹中國科學院地質與地球物理研究所（下稱：地質地球所）、中國科學院國家天文台（下稱：國家天文台）與南京大學等科研團隊，利用月背樣品取得的四項研究成果以封面文章形式發表於國際學術期刊《自然》雜誌。四項研究分別揭示了月背岩漿活動、月球古磁場、月幔水含量及地球化學特徵，首次為人類揭開了月球背面的演化歷史。

中國科學院昨日（9日）召開新聞發布會，介紹嫦娥六號月背樣品研究成果。記者 劉凝哲 攝

月球具有「二分性」，其正面和背面在形貌、成分、月殼厚度、岩漿活動等方面存在顯著差異，但月球「二分性」的形成機制仍然懸而未決，是月球科學研究中亟待解決的關鍵問題。此前，科學界對於月球背面的認識主要基於遙感研究，嫦娥六號在人類歷史上首次攜帶1935.3克月球背面樣品返回地球，這些樣品採集於月球上最大、最深且最古老的撞擊坑——南極-艾特肯盆地（SPA），為釐清月球正面和背面物質組成的差異、破解月球二分性之謎提供了難得的機遇。

此次，科學家們通過嫦娥六號樣品取得了多個「首創性」的關鍵進展：首次揭示月背在約42億年前和28億年前存在兩期不同的玄武質火山活動，表明月球背面可以維持持久的火山活力；首次獲得月背古磁場信息，發現月球磁場強度可能在28億年前發生過反彈，指示月球發電機磁場並非單調衰減而是存在波動；首次獲得月球背面月幔的水含量，發現其顯著低於正面月幔，指示月球內部水分布也存在二分性。

國家天文台科研人員查看岩屑顯微鏡成像照片。受訪者提供

其中，最新發表的研究成果由國家天文台，聯合地質地球所、中國地質大學（北京）、北京高壓科學研究中心、東華理工大學等多家院校共同完成，詳細分析了月背SPA盆地玄武岩成因，發現形成這些玄武岩的「初始原料」—即月球的深部物質（稱為月幔源區），其狀態極其「貧瘠」，科學上稱為超虧損。這意味着它非常缺乏那些容易熔融、隨岩漿上涌的元素。月幔源區的極度虧損，或緣於大型撞擊事件的熔體抽取所致，揭示大型撞擊事件可能對月球深部圈層演化產生巨大影響。科研團隊認為，SPA盆地下方發現的這種「超虧損」月幔，為人們了解月球早期內部如何分層、冷卻和演化提供了獨一無二的信息，是揭開月球正背面巨大差異之謎的關鍵一步。

中國科學院院士、地質地球所研究員吳福元表示，南極-艾特肯盆地是月球三大構造單元之一，直徑約2500千米，該撞擊坑形成的能量大約相當於原子彈爆炸的萬億倍，但這種大型撞擊到底對月球演化造成怎樣的影響，一直是未解之謎。「此次在《自然》雜誌發表的四篇文章，首次系統揭示了南極-艾特肯大型撞擊的效應，這是成果的核心亮點」，吳幅元說。

地質地球所科研團隊向超導磁力儀中放置月壤樣品。受訪者提供

除上述四項科學進展，一年來，中國科學院的科學家們利用嫦娥六號樣品還取得其他許多科學突破。例如，國家天文台與合作者發表嫦娥六號返回樣品的首篇研究論文，揭秘了樣品的物理、礦物和地球化學基礎特徵；廣州地球化學研究所與合作者也發現月球背面存在28億年前火山活動，並率先發現其月幔源區極度虧損，由此提出月球岩漿活動是月殼厚度以及源區物質組成共同作用的結果，為月海玄武岩分布的二分性提供了全新認識；地質地球所與合作者首次精確測定南極-艾特肯盆地形成於42.5億年前，讓人類在了解太陽系早期大型撞擊歷史方面有了更精確的「宇宙時鐘」標尺。國家天文台研究員李春來表示，中國探月工程的成功是科學與工程深度融合的典型範例，隨着更多「一手數據」獲取，中國行星科學將從「跟跑」邁向「並跑」，甚至在某些領域實現引領。

外國科學家點評月背樣品成果 「嫦娥六號是持續饋贈的科學禮物」

美國麻省理工學院的本·韋斯（Ben Weiss）表示，嫦娥六號團隊在月球地質與地球物理領域取得的歷史性突破，這得益於人類首次獲取的月球背面返回樣本，顯著推進了人們對月球演化史的認知。他認為，月球古磁場的研究，證實了28億年前月球存在強度接近現代地球的磁場。這一磁場幾乎可以肯定是由月球熔融導電內核的劇烈攪動產生的。在月球形成近20億年後仍能維持如此強磁場，表明月球必定存在異常強大且持久的能量驅動機制。月球已成為研究行星磁場的天然實驗室。

月球背面影像圖。 國家天文台研究員李春 供圖

美國科學家理查德卡爾森（Richard Carlson）坦言，嫦娥六號任務令人印象最深刻的，是成功到達了此前被認為無法着陸的月球背面着陸點執行採樣返回任務。他表示，嫦娥六號帶回的火山岩分析表明，該着陸點下方的月球內部水濃度低至百萬分之一，地球內部的水含量較此要高出數百倍。而阿波羅月球樣本的測量顯示，月球正面內部水含量約為百萬分之十。這表明月球正面與背面之間存在顯著成分差異。這種差異起源，很可能涉及月球形成後不久地球與月球之間引力相互作用的後果。這種成分差異，或許可以解釋為什麼月球正面火山活動持續時間比背面更長。

英國開放大學行星科學與探測教授馬赫什·沙南（Mahesh Anand）認為，嫦娥六號樣本的研究正在顛覆月球科學領域許多長期建立的假說與理論。嫦娥六號樣本揭示了約28億年前月球仍存在火山活動證據。此外，嫦娥六號樣本中存在年齡達42億年的古老玄武岩，這是目前測得最古老的月球玄武岩之一。這意味着在嫦娥六號着陸的狹小區域內，同時記錄了42億年前與28億年前（相隔14億年）的火山活動，表明該區域下方的月球內部曾長期維持火山活躍狀態。「當前研究僅觸及這批珍貴樣本的冰山一角」，他表示，隨着深入分析，更多發現必將催生新理論，而嫦娥六號任務就如同持續饋贈的科學禮物，讓全世界科學家熱切期待嫦娥六號樣本及未來月球樣品的後續研究成果。

编辑：高原