2026年3月25日,國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)在2026中關(guān)村論壇年會(huì)開幕式上正式發(fā)布2025年度“中國(guó)科學(xué)十大進(jìn)展”,這一榜單集中展現(xiàn)了我國(guó)2025年度基礎(chǔ)研究取得的重大進(jìn)展。我所作為第一完成單位的“嫦娥六號(hào)樣品首次揭示月背演化歷史和巨型撞擊效應(yīng)”研究成果成功入選。這是我所繼“嫦娥五號(hào)月球樣品揭示月球演化奧秘(2021年度)”、“祝融號(hào)巡視雷達(dá)揭秘火星烏托邦平原淺表分層結(jié)構(gòu)(2022年度)”和“嫦娥六號(hào)返回樣品揭示月背28億年前火山活動(dòng)(2024年度)”之后,第四次獲此殊榮,持續(xù)書寫我所行星科學(xué)研究的中國(guó)答卷。
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由于被地球潮汐鎖定,月球始終以同一面朝向地球,這一面被稱為月球正面;而永遠(yuǎn)背對(duì)地球的那一面,則被稱為月球背面。長(zhǎng)期以來,通過遙感探測(cè)表明月球的正面和背面存在顯著差異:正面地勢(shì)相對(duì)平坦,擁有廣闊的玄武巖平原(即“月海”);而背面則高地遍布,月海稀少,月殼也更厚。這種顯著的不對(duì)稱性,被稱為月球的“二分性”,一直是月球科學(xué)的未解之謎。在嫦娥六號(hào)任務(wù)之前,人類對(duì)月球演化歷史的認(rèn)知幾乎全部基于正面樣品的研究,對(duì)月球背面了解仍是一片空白。
嫦娥六號(hào)任務(wù)實(shí)現(xiàn)了人類首次月球背面采樣返回,為揭示這片神秘區(qū)域的演化歷史提供了獨(dú)一無二的樣本。這些樣品來自月球三大構(gòu)造單元之一的南極—艾特肯盆地,它是月球最大、最古老的撞擊坑,直徑約2400千米。據(jù)估算,形成這個(gè)巨坑所釋放的能量,相當(dāng)于約2萬億顆原子彈同時(shí)爆炸。然而,這次巨型撞擊的具體時(shí)間及其對(duì)月球產(chǎn)生的深遠(yuǎn)影響,始終是科學(xué)界懸而未決的關(guān)鍵問題。
2025年,中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所、廣州地球化學(xué)研究所、國(guó)家天文臺(tái),中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所和南京大學(xué)團(tuán)隊(duì),通過對(duì)嫦娥六號(hào)樣品的系統(tǒng)研究,取得了一系列首創(chuàng)性的關(guān)鍵進(jìn)展:
(1)重塑早期撞擊歷史:識(shí)別出撞擊成因的新型月球巖石,并精準(zhǔn)測(cè)定南極—艾特肯盆地形成于42.5億年前,同時(shí)限定了其內(nèi)部阿波羅盆地的形成時(shí)間為41.6億年前,這為人類理解太陽系早期大型撞擊事件提供了更精確的“宇宙時(shí)鐘”標(biāo)尺,并揭示出月球早期撞擊頻率呈逐漸下降趨勢(shì),從而重塑了內(nèi)太陽系早期撞擊歷史模型。
(2)揭示月幔“二分性”特征:通過28億年前形成的月幔熔融產(chǎn)物——月海玄武巖的研究,首次獲得月球背面月幔的水含量和化學(xué)組成特征。研究表明,背面月幔更“干”,鍶—釹同位素組成更為虧損,鈾—鉛同位素比值也偏離正面月幔演化曲線。這直接表明南極—艾特肯巨型撞擊直接改造了其深部月幔性質(zhì),將月球“二分性”從月球表層延伸至月幔。
(3)獲得月球磁場(chǎng)新認(rèn)知:首次獲得月球背面古磁場(chǎng)信息,明確顯示月球磁場(chǎng)強(qiáng)度在28億年前曾發(fā)生反彈,而非此前認(rèn)為的單調(diào)衰減,這表明當(dāng)時(shí)月球深部仍保持顯著熱源,從而刷新人類對(duì)月球古磁場(chǎng)時(shí)空分布的認(rèn)知。
這一系列成果具有里程碑意義:它不僅首次系統(tǒng)揭示了月球背面的演化歷史,闡明了巨型撞擊對(duì)月球內(nèi)部結(jié)構(gòu)和演化過程的深遠(yuǎn)影響,推動(dòng)月球科學(xué)研究進(jìn)入內(nèi)外動(dòng)力耦合的新階段;也標(biāo)志著我國(guó)在月球背面探索領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)率先突破,為未來月球采樣任務(wù)提供了關(guān)鍵科學(xué)參考,顯著提升了我國(guó)在行星科學(xué)領(lǐng)域的國(guó)際影響力。
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作為我國(guó)地球與行星科學(xué)研究的國(guó)家隊(duì),我所始終立足國(guó)家重大戰(zhàn)略需求,深耕深空探測(cè)與行星科學(xué)研究領(lǐng)域,四次入選“中國(guó)科學(xué)十大進(jìn)展”,既是對(duì)我所科研實(shí)力的充分肯定,也彰顯了我所在行星科學(xué)領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外影響力。未來,我所將繼續(xù)面向國(guó)家重大戰(zhàn)略需求,聚焦深空探測(cè)領(lǐng)域的關(guān)鍵科學(xué)問題,持續(xù)深化行星科學(xué)研究,充分利用嫦娥工程等深空探測(cè)任務(wù)獲取的寶貴樣品和數(shù)據(jù),力爭(zhēng)取得更多原創(chuàng)性成果,為建設(shè)航天強(qiáng)國(guó)、搶占科技制高點(diǎn)、實(shí)現(xiàn)高水平科技自強(qiáng)作出新的貢獻(xiàn)。
編輯/陳永焱
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