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首次揭開(kāi)月球背面演化歷史

來(lái)自中國(guó)科學(xué)院的最新消息說(shuō)，中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所(地質(zhì)地球所)、中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)與南京大學(xué)等科研團(tuán)隊(duì)，利用嫦娥六號(hào)采回的月球背面樣品取得的四項(xiàng)研究成果，分別揭示出月背巖漿活動(dòng)、月球古磁場(chǎng)、月幔水含量及月幔演化特征，首次為人類(lèi)揭開(kāi)了月球背面的演化歷史。

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

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

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

中國(guó)科學(xué)院副院長(zhǎng)何宏平表示，作為科技“國(guó)家隊(duì)”，中國(guó)科學(xué)院一直積極承擔(dān)和參與國(guó)家航天重大科技任務(wù)。接收嫦娥六號(hào)月球樣品后，中國(guó)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(shì)，全力組織科研攻關(guān)，搶占空間科學(xué)領(lǐng)域科技制高點(diǎn)，科研人員協(xié)同奮進(jìn)，產(chǎn)出一系列高水平研究成果，彰顯國(guó)家戰(zhàn)略科技力量的使命擔(dān)當(dāng)。

國(guó)家航天局探月與航天工程中心主任關(guān)鋒表示，嫦娥六號(hào)采回月球背面樣品研究的這些成果，對(duì)月球演化理論提出了新認(rèn)知。希望有關(guān)方面能通過(guò)航天重大工程，共同推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研深度融合，努力推動(dòng)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(guó)月球與深空探測(cè)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(lèi)社會(huì)，拓展人類(lèi)文明。

取得多個(gè)首創(chuàng)性關(guān)鍵進(jìn)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(dòng)等方面存在顯著差異，但月球“二分性”的形成機(jī)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(wèn)題。

此前，科學(xué)界對(duì)于月球背面的認(rèn)識(shí)主要基于遙感研究，嫦娥六號(hào)在人類(lèi)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(jī)遇。

本次研究，中國(guó)科學(xué)家們通過(guò)嫦娥六號(hào)樣品取得了多個(gè)首創(chuàng)性的關(guān)鍵進(jìn)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(dòng)，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(chǎng)信息，發(fā)現(xiàn)月球磁場(chǎng)強(qiáng)度可能在28億年前發(fā)生過(guò)反彈，指示月球發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)并非單調(diào)衰減而是存在波動(dòng)。

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(lái)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(duì)月球深部圈層演化產(chǎn)生巨大影響。

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

中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)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(wàn)億倍，但這種大型撞擊到底對(duì)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(diǎn)。

科學(xué)與工程深度融合的典范

除了這次發(fā)布的四項(xiàng)科研進(jìn)展，一年來(lái)，中國(guó)科學(xué)院的科學(xué)家們利用嫦娥六號(hào)樣品還取得其他許多科學(xué)突破。其中，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)與合作者發(fā)表嫦娥六號(hào)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(guó)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(dòng)，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(dòng)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(rèn)識(shí)。

中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)地球所與合作者首次精確測(cè)定南極-艾特肯盆地形成于42.5億年前，讓人類(lèi)在了解太陽(yáng)系早期大型撞擊歷史方面有了更精確的“宇宙時(shí)鐘”標(biāo)尺。

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

之前，中國(guó)科學(xué)家利用嫦娥五號(hào)樣品證明月球正面在20億年前仍存在巖漿活動(dòng)，使目前已知月球地質(zhì)壽命“延長(zhǎng)”了10億年，曾被國(guó)際同行評(píng)價(jià)為“改變了對(duì)月球演化歷史的認(rèn)知”，使得月球樣品研究進(jìn)入“嫦娥時(shí)代”。

中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員李春來(lái)對(duì)此表示，中國(guó)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(guó)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)。