嫦娥樣品分析揭示月球正背面太陽風長期輻照不對稱性

　　地球磁層對月球近側與遠側的太陽風通量具有調制效應，導致兩側太陽風通量呈不對稱分布。這種長期存在的不對稱性或進一步影響月表的空間風化過程。

　　近日，中國科學院地球化學研究所、國家空間科學中心，聯合澳門科技大學、云南大學、吉林大學，通過測定嫦娥五號（CE-5）與嫦娥六號（CE-6）月壤顆粒的暴露年齡及太陽風損傷非晶環帶厚度，獲得所測樣品的環帶增長速率，并與阿波羅11號、阿波羅16號和阿波羅17號樣品的測量結果進行對比研究。

　　結果顯示，來自月球遠側中緯度區域的CE-6月壤顆粒，其環帶增長速率相對于來自月球近側低緯度區域的阿波羅樣品測得的結果明顯更高。該趨勢與模擬所得的月表太陽風通量分布一致，支持“地球磁層能夠有效屏蔽月球近側的太陽風輻照，從而造成近側和遠側之間的輻照不對稱”的觀點。但是，來自月球近側中緯度區域的CE-5樣品表現出異常高的環帶增長速率，其原因尚不明確。該研究發現的長期太陽風通量局地差異性，為探究月面不同區域太空風化過程提供了新視角。

　　研究進一步對CE-5與CE-6返回的月壤樣品開展微區分析。實驗選取15顆具有清晰月表暴露特征的長石顆粒，通過掃描電鏡-聚焦離子束切片-透射電鏡分析，獲得各顆粒太陽風損傷形成的非晶環帶厚度、太陽高能粒子輻射徑跡密度。基于輻射徑跡密度數據，研究估算出各顆粒的暴露年齡，并結合非晶環帶厚度算出太陽風損傷非晶環帶的增長速率。研究將測量結果與已發表的阿波羅11號、阿波羅16號和阿波羅17號樣品的測量數據進行比較。

　　結果顯示，月球近側中緯度區域采集的CE-5樣品具有最高的環帶增長速率，其值為55.96±10.82nm/Myr；其次為月球遠側中緯度區域的CE-6樣品，其環帶增長速率為33.21±6.16nm/Myr。相比之下，阿波羅11號、阿波羅16號和阿波羅17號樣品的環帶增長速率分別為25.10±1.76nm/Myr、23.52±5.36nm/Myr和25.40±2.32nm/Myr。為探討環帶增長速率與太陽風輻照之間的關系，研究結合月表太陽風通量的數值模擬結果進行綜合分析。

　　分析表明，相較于阿波羅采樣區域，CE-6采樣區域的太陽風通量更高。這與研究中CE-6樣品損傷環帶增長速率高于阿波羅樣品的測量結果一致。這表明，地球磁層能夠屏蔽月球近側部分的太陽風輻照，造成月球正背面太陽風輻照不對稱性，影響月壤的空間風化過程。同時，研究發現，CE-5樣品表現出異常高的環帶增長速率，意味著月壤損傷程度受到太陽風輻照強度的控制，還可能受到其他復雜因素的影響，如顆粒孔隙度、地形坡度和坡向等。目前，CE-5樣品環帶增長速率異常的具體原因需要進一步研究。

　　相關研究成果發表在《自然-通訊》（Nature Communications）上。研究工作得到國家自然科學基金和澳門科學技術發展基金的支持。