近日，山東大學(xué)發(fā)布全球首個(gè)“月球鎂環(huán)檢測報(bào)告”，相關(guān)研究成果在國際學(xué)術(shù)期刊《通訊-地球與環(huán)境》發(fā)表。這一突破性成果，成為訴說月球形成與演化的新線索。

這項(xiàng)研究聚焦的是月球背面一個(gè)特別神秘的地方：南極-艾肯（SPA）盆地邊緣的“富鎂輝石環(huán)”。可以把它想象成是圍繞著這個(gè)巨型撞擊坑的一圈“骨架”或者“礦物項(xiàng)鏈”。

科學(xué)家們早就通過遙感發(fā)現(xiàn)，這一圈區(qū)域可能藏著一種來自月球深部被稱為“富鎂、低鈣的輝石”的特殊礦物。

現(xiàn)在，隨著嫦娥六號把月壤樣品從這個(gè)區(qū)域附近帶回地球，科學(xué)家們終于第一次得以揭開這個(gè)“骨架”的真實(shí)面貌，確認(rèn)它到底是由什么組成的，就像第一次近距離看清一塊遠(yuǎn)古化石的結(jié)構(gòu)。

據(jù)介紹，SPA盆地是月球上最大、最古老、最深的撞擊盆地，同時(shí)也是太陽系類地行星上最大的隕石坑，占整個(gè)月球表面的近八分之一。

最新研究表明，嫦娥六號著陸點(diǎn)的月壤中，約有31%至40%的物質(zhì)來源于SPA內(nèi)部一個(gè)叫Chaffee S的隕石坑。這些深部碎屑像被“太空爆破”一般拋射出來，跨越了近百公里，最后落到了嫦娥六號的取樣區(qū)。這種“天外來客”級的地質(zhì)運(yùn)送機(jī)制，為人類提供了窺探月球深層的天然樣品。

該研究由山東大學(xué)空間科學(xué)與技術(shù)學(xué)院行星科學(xué)團(tuán)隊(duì)牽頭完成，第一作者、山東大學(xué)博士后曹海軍介紹，通過對返回樣品的精細(xì)分析，他們發(fā)現(xiàn)所謂“鎂環(huán)”物質(zhì)其實(shí)主要是一種由斜長石（占比63%–67%）和低鈣輝石（25%–27%）構(gòu)成的亞鐵蘇長巖。

這種礦物組合與月球南極-艾肯盆地的早期撞擊熔融巖的成分差異明顯，尤其斜長石的比例大大升高，說明在撞擊事件之后，月殼物質(zhì)大量混入（約61%–63%），經(jīng)歷復(fù)雜的“重塑”，才形成今天這一富鎂、富斜長石的特殊環(huán)形地質(zhì)單元。

這一發(fā)現(xiàn)為研究月球深部物質(zhì)如何在巨大撞擊下“翻涌上來”、如何重新混合并冷卻定型提供了直接證據(jù)。

更令人驚喜的是，這次研究還用拉曼光譜技術(shù)識別出了樣品中多達(dá)16種主要礦物，發(fā)現(xiàn)其成分與月球正面（如2020年中國返回的嫦娥五號樣本）截然不同：其中幾乎不含橄欖石和鈦鐵礦。這種差異像是月球正反兩面講述的兩段地質(zhì)“成長故事”，為我們理解整個(gè)月球的形成與演化增加了新的線索。

嫦娥六號月壤的演化過程示意圖

此外，科研團(tuán)隊(duì)還提出了一個(gè)“五階段月球土壤演化模型”，從最初的巖漿噴發(fā)，到遠(yuǎn)距離撞擊引發(fā)的物質(zhì)混合，再到后期的反復(fù)粉碎、空間風(fēng)化與膠結(jié)，最終形成今天的模樣。完整描繪了這批月壤如何從“巖石”走向“土壤”，也揭示了月球表層的復(fù)雜演化路徑。

這份“月背檢測報(bào)告”，不僅是首份對SPA鎂環(huán)礦物組成的實(shí)物研究成果，更是人類首次以實(shí)物樣品為基準(zhǔn)，驗(yàn)證月球衛(wèi)星數(shù)據(jù)的嘗試。它為我們建立更準(zhǔn)確的月球地質(zhì)模型、研究月球深部結(jié)構(gòu)、判斷未來可采資源乃至為深空探測選址提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

正如曹海軍所說：“這次任務(wù)，就像是在月球最古老的巖層中采集了一片拼圖，讓我們離完整的月球演化圖景又近了一步。”

來源：大眾新聞