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一粒月球巖石的“星際旅行”

發(fā)布時間：2026-02-05

來源：中國科學(xué)報

責(zé)任編輯：科普網(wǎng)

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▲田恒次團(tuán)隊用玄武巖擺成月球SPA撞擊盆地形狀的圖片。SPA撞擊坑里還有很多小的撞擊坑。

▲科學(xué)家繪制的小行星撞擊月球及其引發(fā)的物質(zhì)揮發(fā)示意圖。中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所供圖

■馮麗妃

我是一粒玄武巖，直徑不過2毫米，卻藏著一肚子話。

我的家在月球南極-艾特肯盆地（SPA）——月球上最大、最古老的撞擊盆地。這片直徑約2500公里、深達(dá)上百公里的廣袤土地，是遠(yuǎn)古時期一次小行星猛烈撞擊后留下的“宇宙?zhèn)?rdquo;。在這里，我和兄弟姐妹度過了漫長歲月，歷經(jīng)晝夜近300攝氏度的溫差劇變、宇宙射線的持續(xù)轟擊、微隕石的紛繁撞擊……時光為我們披上厚厚的月塵，我們的內(nèi)心卻寂靜如初。偶爾，一個念頭會悄然閃過：我從哪里來，會到哪里去？

命運的轉(zhuǎn)折始于2024年6月2日。一個4條腿的大家伙來到我身邊，它自稱“嫦娥六號”，來自一顆名叫地球的藍(lán)色鄰居星球。它在我家附近忙碌了約49個小時：勘察、研究，還舉行了一場莊嚴(yán)的升旗儀式。隨后，它把我和一些兄弟姐妹“打包裝箱”，讓我經(jīng)歷了一場跨越38萬公里、歷時20多天的星際旅行。

抵達(dá)地球后，我被輾轉(zhuǎn)送到中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究員田恒次手中。沒想到，一向在月球上默默無聞的我，一夜之間竟成為科學(xué)界的焦點——科學(xué)家以我為關(guān)鍵“證物”的研究，近日發(fā)表于美國《國家科學(xué)院院刊》，并被選為亮點文章，為人類了解我的月球老家添上了重要一筆。

體檢

初次見面后，田恒次與合作者決定給我做一次“入職體檢”。

首先，他們用高純度酒精為我“洗澡”——洗去億萬年來附著在我表面的微米級月塵，以免干擾我原本的信息。接著，我被送入一臺微米級掃描儀，如同人類做CT檢查一般，科學(xué)家得以清晰透視我的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

結(jié)果顯示，我內(nèi)部結(jié)構(gòu)完整，未受劇烈撞擊擾動，無巖漿再熔融痕跡，也未被宇宙射線顯著改變——確認(rèn)我是一粒“原始玄武巖”，約28億年前被月球火山活動從月幔帶至表面。

這意味著，我從誕生至今基本保持著初始狀態(tài)，忠實記錄了月球深處的歷史，尤其是那起塑造SPA盆地的遠(yuǎn)古撞擊事件。

身份確認(rèn)后，真正的分析開始了。科學(xué)家選取了包括我在內(nèi)的4份特性相似的“兄弟”，總重約60毫克，采用“超低消耗量”的先進(jìn)分析技術(shù)，每份樣品僅消耗7~8毫克，就對我們的元素和同位素進(jìn)行了精確測定。為確保數(shù)據(jù)可靠，他們還人工配置了與我們成分相似的“模擬月壤溶液”反復(fù)驗證。

很快，隱藏在我身體深處的“密碼”被成功破譯：我攜帶的鉀（K）同位素組成，比以往從月球正面阿波羅計劃樣品中獲得的同類數(shù)據(jù)明顯偏重。

證物

這個體檢結(jié)果非同小可。田恒次解釋，經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)分析，他們排除了宇宙射線、巖漿活動、外來物質(zhì)混染等各種因素的干擾。唯一合理的解釋是，形成SPA盆地的那次超級撞擊，直接改變了月幔的化學(xué)組成。模擬計算顯示，約1%的鉀元素丟失，就能解釋我所攜帶的偏重鉀同位素特征。

他們還原了這樣一幅圖景：當(dāng)那顆巨型小行星轟然撞向月球，瞬間產(chǎn)生的極端高溫高壓，使被挖掘和擾動的月幔物質(zhì)發(fā)生了“揮發(fā)性丟失”——就像猛火炙烤會讓食物水分蒸發(fā)一樣，月幔中相對易揮發(fā)的鉀等元素部分逃逸了。而這種丟失并不均勻，導(dǎo)致殘留物質(zhì)中較重的鉀同位素比例升高。

那時的月球背面，巖漿奔涌、揮發(fā)分蒸騰，撞擊產(chǎn)生的巨大熱能甚至觸發(fā)了月幔對流�？茖W(xué)家曾提出，這場大撞擊可能將富含鉀、稀土元素和磷的克里普物質(zhì)“甩”向了月球正面，為月球正背面化學(xué)成分的顯著差異埋下伏筆。

因此，我不再是一粒普通的月塵。我體內(nèi)偏重的鉀同位素，成為證明SPA大撞擊曾導(dǎo)致深部月幔揮發(fā)分丟失的第一個直接同位素證據(jù)。這與嫦娥六號任務(wù)其他研究初步發(fā)現(xiàn)的月球背面更還原、總體更“干”的特征相互印證。

那場曠古撞擊不僅塑造了SPA盆地，還可能是一系列連鎖反應(yīng)的起點。田恒次說，撞擊很可能造成了水、硫等揮發(fā)分丟失——這些物質(zhì)通常是降低巖石熔點、促進(jìn)火山活動的“潤滑劑”。SPA撞擊導(dǎo)致的揮發(fā)分虧損，可能讓月球背面的月幔更難熔融，從而抑制其漫長地質(zhì)歷史中的火山活動，這正是月球正背面“二分性”形成的關(guān)鍵一環(huán)。

旅程

如今，我靜靜地躺在實驗室的樣品瓶中。有時，看著實驗室窗外的月光，就會經(jīng)�；貞浧疰隙鹆柲莻€“話癆”。

從月球到地球的旅程中，它跟我絮叨了很多地球上的故事：中國人自古對月球懷有浪漫想象，喜歡對著月亮抒發(fā)情感。他們曾把月球比作“白玉盤”“瑤臺鏡”，流傳著許多詩句和傳說，比如“舉頭望明月，低頭思故鄉(xiāng)”“但愿人長久，千里共嬋娟”“嫦娥應(yīng)悔偷靈藥，碧海青天夜夜心”。

后來，地球人真的“上九天攬月”了。嫦娥六號說，自己的前輩們已10次從月球帶回樣本，累計將380多公斤月球樣品送至地球開展研究。它的“五哥”嫦娥五號從月球正面帶回的樣本，曾將月球火山活動結(jié)束時間推遲了約10億年，轟動國際科學(xué)界。

嫦娥六號曾說，它的使命尤為特殊——這是人類第一次登陸月球背面并采樣返回。它不僅搭載了中國自主研發(fā)的科學(xué)載荷，還攜帶了來自歐空局以及法國、意大利、巴基斯坦等國的國際合作儀器。它在月背舉行的升旗儀式，代表著全人類對了解月球的共同渴望。

對于嫦娥六號的期待，我想，我和我的兄弟姐妹已經(jīng)幫它實現(xiàn)了一部分。

現(xiàn)在，我在地球上的故事遠(yuǎn)未結(jié)束。田恒次和團(tuán)隊正計劃用更多揮發(fā)性同位素繼續(xù)追問：月球背面是否天生不同？SPA撞擊事件對它究竟產(chǎn)生了多大影響？

我計劃和他們一起，讓地球人了解更多關(guān)于月球背面——我老家的秘密。

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