我國月壤研究新突破!月球幼年的“創傷”:40多億年前的“宇宙時鐘”?
更新于:2025-03-26 00:56:31

今天(3月21日),中國科學家通過嫦娥六號採回的月球背面月壤樣品研究,取得了又一項重大突破:確定月球最古老、最大的撞擊遺跡——南極-艾特肯盆地(SPA盆地)形成於42.5億年前,為太陽系早期大型撞擊歷史提供了初始錨點,對理解月球乃至太陽系早期演化具有重大科學意義,成果刊登在學術期刊《國家科學評論》。

△嫦娥六號蘇長岩記錄42.5億年前月球南極-艾特肯大型撞擊事件

01 回顧:月背“挖土”:探月工程嫦娥六號任務

2024年5月3日17時27分,海南文昌。長征五號遙八運載火箭托舉嫦娥六號探測器向月球飛馳而去。

月背採樣在世界上沒有先例可循,面臨很多新情況新問題。而嫦娥六號採用嫦娥五號成熟技術,硬體產品技術狀態已經確定,約束條件非常苛刻。

嫦娥六號取樣重播畫面

2024年6月2日6時23分,嫦娥六號著陸器和上升器組合體,穩穩落在月背表面。完成落月只有一次機會。主減速、接近、懸停避障、緩速下降……15分鐘內,一系列高難度動作,蘊含通信、選址、軌道設計、發動機協同、視覺避障等科研智慧和經驗。6月2日至3日,嫦娥六號順利完成採樣,將珍貴的月背樣品封裝存放在上升器攜帶的貯存裝置中,完成“打包裝箱”。

經受住月背溫差大和月壤石塊含量高等考驗,通過鑽具鑽取和機械臂表取兩種方式採集月球樣品;快速智慧採樣技術將月面採樣工作效率提高30%左右。

嫦娥六號返回器攜帶來自月背的月球樣品安全著陸在內蒙古四子王旗預定區域

2024年6月25日14時7分,嫦娥六號攜帶月球背面樣品成功返回地球,歷時53天、38万公里的太空往返之旅,創造中國航太新的世界紀錄。

與較為平坦開闊的月球正面不同,月背布滿溝壑、峽谷和懸崖。嫦娥六號的著陸區月球背面南極-艾特肯盆地,被公認為月球上最大、最古老、最深的盆地。

02 月球幼年的“創傷”揭示太陽系早期演化

那麼,面對嫦娥六號帶回的月壤樣品,我國科學家發現了什麼呢?

月球作為地球唯一的天然衛星,表面遍佈了大小不一的隕石撞擊坑,是太陽系撞擊的歷史印記。其中,直徑約為2500公里的巨型撞擊坑SPA盆地,是月球最為古老的撞擊疤痕,記錄了月球幼年時期遭受的巨大“創傷”。SPA盆地的形成時間不僅是月球演化歷史的關鍵節點和撞擊歷史的起始錨點,還可作為校準太陽系撞擊史的黃金參照,為火星、水星等行星撞擊坑建立統一年齡尺規,是太陽系留給人類珍貴的“宇宙時鐘”。

該項成果證明,在太陽系形成之後約3.2億年,一次大型撞擊事件形成了月球最大的撞擊遺跡——SPA盆地,為月球撞擊坑統計定年法提供了來自月背的初始錨點。基於月球正面樣品校正的撞擊曲線計算SPA盆地模式年齡與同位素定年結果基本一致,表明月球早期正面和背面的撞擊通量大致相當。此外,該項工作確認43.5億—43.3億年的全月熱事件與SPA大型撞擊無關,為重塑月球早期一級演化序列提供了參考基點和科學依據。