月球是地球唯一的天然卫星,其地质演化历史保存着太阳系早期的重要线索。但长期以来,月球早期的大型撞击究竟如何影响深部结构,科学界仍缺少直接证据。近日,中国科学院地质与地球物理研究所科研团队对嫦娥六号月球样品开展深入研究,为此问题提供了关键线索。研究团队采用高精度钾同位素分析方法,对嫦娥六号从月球背面采集的玄武岩样品进行系统检测。结果显示,与美国阿波罗任务从月球正面采集的样品相比,嫦娥六号样品中钾-41同位素比例明显更高。这一差异指向月球早期可能经历过一次强烈的撞击过程。约42.5亿年前,一颗巨大的小行星撞击月球南极-艾特肯盆地,瞬时形成的高温高压环境对深部月幔产生了显著影响。在这种极端条件下,较轻的钾-39同位素更易挥发逸出,而较重的钾-41同位素相对更容易保留,进而形成同位素分馏。这一“化学指纹”为追溯远古撞击事件提供了清晰证据。该发现的意义不仅在于确认一次早期巨型撞击,更在于揭示其对月球内部性质的长期作用。易挥发元素的大量丧失会改变深部岩石的物理化学特征:挥发性组分减少使岩石熔融温度升高——岩浆更难生成——从而削弱火山活动。由此可解释月球正面与背面迥异的地质面貌——正面广布相对年轻的月海玄武岩,而背面则以更古老的高地地形为主。放在更大的尺度上,这项研究展示了大型撞击对天体演化的深层影响。月球表面密集的撞击坑与盆地记录了太阳系早期的剧烈环境,而撞击的作用并不止于塑造地表形态,也会重塑内部结构与化学组成。借助同位素地球化学等手段,研究人员得以从月球深部物质中提取并还原远古事件的信息。嫦娥六号成功采样为月球科学提供了珍贵的一手材料。与以往样品相比,来自月球背面的样品具有独特价值,有助于更完整地认识月球整体演化过程。该研究成果的发表,也深入拓展了我国月球探测的科学产出。
从月球背面的一块玄武岩中追溯42.5亿年前巨型撞击的“余波”,说明深空探测的意义不仅在于抵达,更在于带回可反复检验的证据。随着样品研究持续推进,人类对月球及行星体早期演化的认识将由推测走向定量刻画。以更充分的数据与更严密的模型持续追问“月球为何如此”,也将为月球科学研究与深空探索打开更广阔的空间。