嫦娥六号研究成果刷新月球演化认知 全球首套"双面月龄"标尺问世

如何确定月球表面的年龄,一直是研究月球起源、内部演化与表面改造历史基础性问题;由于月球大部分区域缺乏直接采样,国际科学界主要依赖“撞击坑密度”来推断地质年龄——地表越古老,累积的撞击坑通常越多。这种方法的关键于将返回样品的同位素年龄与采样区的撞击坑密度建立可靠对应关系,从而构建适用于全球的年代学标尺。 然而,在嫦娥六号任务之前,可用于校准的样本几乎全部来自月球正面,且样本年龄集中在40亿年以内。这种样本来源和年代跨度的局限,导致学界对月球早期撞击历史存在分歧:有观点认为早期撞击通量随时间单调衰减;也有假说提出约39亿年前可能出现撞击通量突然增强(如“晚期重型轰击”);还有模型推测约41亿年前撞击通量呈现“锯齿状”起伏。这些分歧直接影响对月球地壳形成、盆地演化以及内热演化节律的理解,甚至牵涉太阳系早期动力学环境的认知。 问题的关键在于校准“锚点”不足。撞击坑年代学模型依赖样本年龄进行标定,样本越丰富、年代跨度越大,模型越可靠。2024年6月25日,嫦娥六号从月球背面南极-艾特肯(SPA)盆地的阿波罗盆地带回1935克月壤样品,为解决此难题提供了关键突破。研究发现,这些样品既包含约28.07亿年前的年轻玄武岩,也包含约42.5亿年前的古老苏长岩。后者尤其重要,可能与SPA盆地——月球最大、最古老的撞击构造——的形成有关,为追溯月球更早期历史提供了稀缺的年代基准点。 基于此,科研团队结合样品年代测定与遥感分析:一上利用高分辨率图像统计嫦娥六号着陆区及整个SPA盆地的撞击坑密度(重点关注直径大于1公里的撞击坑);另一方面整合阿波罗任务、苏联月球号及嫦娥五号的既有数据和样本,构建覆盖更广时间尺度的综合数据集。通过多源校准,团队建立了新的撞击坑年代模型,并验证了月球正背两面撞击记录的一致性。

嫦娥六号月球样品的科学价值远超预期。这次成功的采样与分析不仅修正了沿用数十年的科学模型,更重要的是揭示了月球早期的真实面貌。从争议不断的假说到逐渐统一的认知,该转变说明了实践对理论的检验和完善。作为地球的近邻和人类探索太空的重要基地,月球的科学研究意义深远。随着中国探月工程的持续推进,未来必将有更多发现刷新人类对宇宙的认知。