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首次揭開月球背面演化歷史

來自中國科學(xué)院的最新消息說，中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所(地質(zhì)地球所)、中國科學(xué)院國家天文臺與南京大學(xué)等科研團隊，利用嫦娥六號采回的月球背面樣品取得的四項研究成果，分別揭示出月背巖漿活動、月球古磁場、月幔水含量及月幔演化特征，首次為人類揭開了月球背面的演化歷史。

這四項被譽為月球及行星科學(xué)領(lǐng)域具有劃時代意義的重要研究成果論文，北京時間7月9日夜間以封面文章形式在國際知名學(xué)術(shù)期刊《自然》上線發(fā)表。

7月9日，中國科學(xué)院在北京舉行新聞發(fā)布會，發(fā)布嫦娥六號月球樣品最新研究成果。中新網(wǎng)記者 孫自法 攝

中國科學(xué)院當(dāng)天早些時候在北京舉行專題新聞發(fā)布會，介紹嫦娥六號月球樣品最新研究成果，并回顧自接收嫦娥六號月球樣品一年來，中國科學(xué)院統(tǒng)籌院內(nèi)優(yōu)勢力量，聯(lián)合相關(guān)單位開展協(xié)同攻關(guān)的科研歷程。

中國科學(xué)院副院長何宏平表示，作為科技“國家隊”，中國科學(xué)院一直積極承擔(dān)和參與國家航天重大科技任務(wù)。接收嫦娥六號月球樣品后，中國科學(xué)院高度重視相關(guān)研究工作，發(fā)揮體系化建制化優(yōu)勢，全力組織科研攻關(guān)，搶占空間科學(xué)領(lǐng)域科技制高點，科研人員協(xié)同奮進，產(chǎn)出一系列高水平研究成果，彰顯國家戰(zhàn)略科技力量的使命擔(dān)當(dāng)。

國家航天局探月與航天工程中心主任關(guān)鋒表示，嫦娥六號采回月球背面樣品研究的這些成果，對月球演化理論提出了新認知。希望有關(guān)方面能通過航天重大工程，共同推進產(chǎn)學(xué)研深度融合，努力推動空間科學(xué)、空間技術(shù)、空間應(yīng)用全面發(fā)展；希望更多的科學(xué)家利用中國月球與深空探測任務(wù)獲取的地外樣品和科學(xué)數(shù)據(jù)，取得更多成果、更多發(fā)現(xiàn)，造福人類社會，拓展人類文明。

取得多個首創(chuàng)性關(guān)鍵進展

月球具有“二分性”，其正面和背面在形貌、成分、月殼厚度、巖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(xué)研究中亟待解決的關(guān)鍵問題。

此前，科學(xué)界對于月球背面的認識主要基于遙感研究，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，這些樣品采集于月球上最大、最深且最古老的撞擊坑——南極-艾特肯盆地，為厘清月球正面和背面物質(zhì)組成的差異、破解月球“二分性”之謎提供了難得的機遇。

本次研究，中國科學(xué)家們通過嫦娥六號樣品取得了多個首創(chuàng)性的關(guān)鍵進展：

一是首次揭示月背在約42億年前和28億年前經(jīng)歷了兩期不同的玄武質(zhì)火山活動，表明月球背面可以維持持久的火山活力。

二是首次獲得月背古磁場信息，發(fā)現(xiàn)月球磁場強度可能在28億年前發(fā)生過反彈，指示月球發(fā)電機磁場并非單調(diào)衰減而是存在波動。

三是首次獲得月球背面月幔的水含量，發(fā)現(xiàn)其顯著低于正面月幔，指示月球內(nèi)部水分布也存在二分性。

四是首次發(fā)現(xiàn)月球背面玄武巖來自極其虧損的源區(qū)，它可能指示了原始月幔的極度虧損，或緣于大型撞擊事件導(dǎo)致的熔體抽取，揭示大型撞擊事件可能對月球深部圈層演化產(chǎn)生巨大影響。

7月9日，中國科學(xué)院在北京舉行新聞發(fā)布會，中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院地質(zhì)地球所研究員吳福元介紹嫦娥六號月球樣品研究成果。中新網(wǎng)記者 孫自法 攝

中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院地質(zhì)地球所研究員吳福元指出，南極-艾特肯盆地是月球三大構(gòu)造單元之一，直徑約2500千米，該撞擊坑形成的能量大約相當(dāng)于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》發(fā)表的4篇研究論文，首次系統(tǒng)揭示了南極-艾特肯大型撞擊的效應(yīng)，這是成果的核心亮點。

科學(xué)與工程深度融合的典范

除了這次發(fā)布的四項科研進展，一年來，中國科學(xué)院的科學(xué)家們利用嫦娥六號樣品還取得其他許多科學(xué)突破。其中，中國科學(xué)院國家天文臺與合作者發(fā)表嫦娥六號返回樣品的首篇研究論文，揭秘了樣品的物理、礦物和月幔演化特征。

中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所與合作者也發(fā)現(xiàn)月球背面存在28億年前火山活動，并率先發(fā)現(xiàn)其月幔源區(qū)極度虧損，由此提出月球巖漿活動是月殼厚度以及源區(qū)物質(zhì)組成共同作用的結(jié)果，為月海玄武巖分布的二分性提供了全新認識。

中國科學(xué)院地質(zhì)地球所與合作者首次精確測定南極-艾特肯盆地形成于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(biāo)尺。

資料圖：中國科學(xué)院國家天文臺科研人員查看月球巖屑樣品顯微鏡成像照片。中國科學(xué)院 供圖

之前，中國科學(xué)家利用嫦娥五號樣品證明月球正面在20億年前仍存在巖漿活動，使目前已知月球地質(zhì)壽命“延長”了10億年，曾被國際同行評價為“改變了對月球演化歷史的認知”，使得月球樣品研究進入“嫦娥時代”。

中國科學(xué)院國家天文臺研究員李春來對此表示，中國探月工程的成功是科學(xué)與工程深度融合的典型范例，隨著更多月球、火星等“一手?jǐn)?shù)據(jù)”獲取，中國行星科學(xué)將從“跟跑”邁向“并跑”，甚至在某些領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)引領(lǐng)。