人类首次在月球背面“挖土”，挖的土到底有啥不一样？

作者 史湘绮 李传福

2024年9月17日，中国科学院国家天文台的李春来、中国探月与航天工程中心的胡浩、北京控制工程研究所的杨孟飞领导的联合研究团队在《国家科学评论》上发表了嫦娥六号返回样品的首篇研究论文，揭开了月球背面土壤的神秘面纱。这项研究不仅填补了月球背面研究的历史空白，更为我们理解月球的早期演化、背面火山活动和撞击历史提供了宝贵的第一手资料。

在人类对月球的探索历程中，通过六次阿波罗计划、三次月球计划以及一次嫦娥五号任务，从月球成功采集了超过380公斤的月壤样本。然而，所有这些样品均来自月球正面。嫦娥六号任务实现了人类历史上首次从月球背面采集样本的里程碑，共带回了1935.3克的珍贵月壤。

嫦娥六号、嫦娥五号、美国阿波罗计划及苏联月神计划落点示意图

嫦娥六号返回的样品具有较低的密度，表明其结构较为松散，孔隙率较高。通过颗粒分析，科学家们发现月壤的粒径呈现双峰式分布，这暗示了样品可能经历了不同物源的混合作用。岩屑碎片主要由玄武岩、角砾岩、粘结岩、浅色岩石和玻璃质物质组成，其中玄武岩碎片占总量的30%~40%，其矿物以辉石、斜长石和钛铁矿为主，而橄榄石含量极低。这些发现揭示了样品来源的复杂性。

嫦娥六号返回月壤样品的典型图像

矿物学分析显示，嫦娥六号月壤样品的主要物相组成为斜长石（32.6%）、辉石（33.3%）和玻璃（29.4%），其中玻璃含量接近阿波罗样品的下限。地球化学分析进一步揭示，嫦娥六号样品中的铝氧化物和钙氧化物含量较高，而铁氧化物含量相对较低，这与月海玄武岩和斜长岩混合物的特征一致。此外，样品中的钍、铀和钾等微量元素含量显著低于KREEP玄武岩，与位于月球正面风暴洋克里普地体中的阿波罗任务和嫦娥五号任务的样品表现出了巨大差异。

嫦娥六号采样任务的着陆点位于月球背面南极-艾特肯盆地，该区域月壳极薄，有望揭露月球背面早期撞击盆地的原始物质。这些样品不仅包括了记录火山活动历史的玄武岩，还混合了来自其他区域的非玄武质物质。这些珍贵的样品为我们研究月球早期的撞击历史、月球背面火山活动以及月球内部物质组成提供了重要的第一手资料。

嫦娥六号任务的成功不仅为月球科学研究开辟了新方向，更为人类未来更大规模的深空探测宏伟蓝图奠定了坚实基础。随着对这些珍贵样品的深入研究，我们有望不断加深对月球内部结构、物质成分及形成演化过程的理解，推动月球及行星科学的蓬勃发展。