科學家期待首個月球背面樣品“包裹”帶來新發現

6月25日，完成月球背面采樣的嫦娥六號即將帶著月壤樣品“包裹”出差返回地球。月球背面的樣品為何如此重要？科學家希望通過這些樣品獲得哪些科學發現？中國科學院地質與地球物理研究所（以下簡稱地質地球所）研究員岳宗玉等在6月24日發表于《創新》雜志的文章中對此進行了預測，他們希望在未來幾個月甚至幾年的分析工作能有助于更全面地了解月球的演變。

潮汐鎖定效應使月球總是一側面向地球，稱為月球正面，另一側背向地球，稱為月球背面。迄今，科學家已經在月球正面成功進行了10次取樣返回任務，極大地提高了人們對月球的理解，包括其化學特征、物理過程和地質演化等。嫦娥六號任務代表了人類月球探索歷史上的一個重要里程碑，標志著第一次從月球背面返回樣本。

根據嫦娥六號著陸點的地質特征，岳宗玉與合作者推測，此次采集的樣品主要為著陸區模式年齡約25億年的玄武巖，以及少量源自遙遠撞擊點的外來濺射物。

“月球正面和背面在地形、月殼厚度、巖漿活動和成分等方面存在顯著差異。嫦娥六號首次從月球背面獲取了樣品，有望揭示月球科學研究中最基本的科學問題之一：什么導致了月球兩側的差異？”論文第一與通訊作者岳宗玉對《中國科學報》說。

 嫦娥六號采樣地點和樣本可以解決的科學問題。受訪者供圖

6月2日，嫦娥六號降落在月球阿波羅撞擊坑內，該撞擊坑是南極—艾肯盆地內部最大的撞擊坑。南極—艾肯盆地是月球表面最大、最深、最古老的撞擊盆地。除了從表面收集土壤外，探測器還通過鉆取和表取的方式采集了以該地點玄武巖為主的樣品。這些物質可以為分析月球表面撞擊歷史、物質遷移規律以及月球正面和背面的差異性成因機制等問題提供關鍵信息。

“我最希望的是嫦娥六號帶回的樣品中含有一些來自阿波羅撞擊坑和南極—艾肯盆地的撞擊熔融物（較小天體撞擊月球時產生的碎片），這可以為研究月球早期撞擊通量提供關鍵線索。一旦獲得這些信息，不僅有助于闡明早期隕石撞擊在月球形成中的作用，而且對分析太陽系內部早期撞擊歷史具有重要意義。”岳宗玉說。

據介紹，為了確定嫦娥六號月球樣品可以解決的最相關的科學問題，地質地球所6月7日召開了嫦娥六號著陸點地質背景研討會，來自國內31所大學和研究機構的203名學者參加了此次會議。他們對嫦娥六號樣本相關的潛在科學問題進行了討論，并投票表決出多個重要問題，處于前七位的科學問題包括月球不對稱的起源、深層地殼或地幔的組成、南極-艾特肯盆地的形成時間、遙遠的火山歷史、中緯度土壤中的揮發物、撞擊坑年代學模型的更新、發現新的礦物和/或巖石等。

“新的樣本將帶來新的重要發現。從嫦娥奔月的故事就可以看出中國文化中月球的魅力，現在中國科學家熱切地期待這個能為月球科學做出貢獻的機會。”論文共同作者、地質地球所研究員楊蔚說，嫦娥六號攜帶了4種由中外科學家共同開發的國際有效載荷，中國月球探測活動的開放性將反映在嫦娥六號月球樣品的研究上，未來月球研究領域和整個人類將獲得來自中外科學界合作努力的回報。

相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.xinn.2024.100663