嫦娥六號月壤揭示巨型撞擊造成月背深部物質丟失

來源：科技日報

科技日報記者 陸成寬

大型撞擊事件會對月球造成什么影響？來自中國科學院地質與地球物理研究所等單位的科研人員，通過分析嫦娥六號在月球背面南極-艾特肯盆地采集的玄武巖樣品，首次揭示約42.5億年前，南極-艾特肯盆地撞擊事件不僅砸出了月球上最大的坑，還“烤焦”了月球背面的深層物質，導致某些易揮發元素丟失。相關研究成果13日發表于《美國國家科學院院刊》。

自月球誕生以來，小行星撞擊一直是塑造其表面月貌最主要的外部力量。這些撞擊形成了月球上遍布的撞擊坑和盆地，顯著改變了月球的地形與化學構成。然而，月球早期遭遇的大型撞擊是否以及如何影響月球深部，仍然是一個未解之謎。

嫦娥六號任務成功采集了月球最大撞擊盆地——南極-艾特肯盆地的樣品，為研究南極-艾特肯大型撞擊事件及其影響提供了關鍵樣本。“通過高精度同位素分析，科研人員能夠檢測到同位素比值的微小變化，從而精確捕捉撞擊事件留下的痕跡?！闭撐耐ㄓ嵶髡摺⒅袊茖W院地質與地球物理研究所研究員田恒次說。

其中，鉀、鋅、鎵等中等揮發性元素的同位素體系具有獨特的研究價值。在撞擊產生的高溫環境下，這些元素容易揮發并發生同位素分餾，其同位素組成能夠靈敏地反映撞擊時的溫度、壓力以及物質來源。因此，它們就像獨特的“同位素指紋”，能夠為研究撞擊如何改造月殼和月幔物質提供關鍵線索。

在這項研究中，研究團隊對嫦娥六號帶回的玄武巖樣品進行了高精度鉀同位素分析。結果顯示，與來自月球正面的阿波羅樣品相比，嫦娥六號玄武巖中，較重的鉀同位素（鉀-41）比例顯著偏高。

為了找出這一差異的原因，研究人員系統排查了宇宙射線照射、巖漿活動、撞擊體等多種可能因素，最終確認，是早期大型撞擊事件改變了月球深部月幔的鉀同位素組成。撞擊瞬間的高溫高壓環境，導致較輕的鉀-39同位素更多地揮發逃逸，從而使殘留物質中較重的鉀-41相對富集。

“這種揮發性元素的丟失，很可能進一步抑制了月球背面后期的火山噴發活動。這一發現為理解大型撞擊對月球演化的影響，解釋月球正面與背面地質演化為何如此不同，提供了關鍵的科學線索?！碧锖愦握f。

（圖片由田恒次團隊提供）