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重大成果!第二届月球样品研究成果研讨会在沪召开
时间: 2025-04-24        来源:中国探月工程

2025年4月23日,“第二届月球样品研究成果研讨会”在上海举办。本次会议由探月与航天工程中心主办,东华大学承办,来自中国科学院、有关高校、航天科技集团等国内相关科研机构,以及德国科隆大学、日本大阪大学、英国开放大学等国际科研机构的200余位专家学者参加,其中20位专家作大会报告。会议集中研讨探月工程嫦娥五号、嫦娥六号月球样品研究的最新成果。

 

自2023年1月召开“第一届月球样品研究成果研讨会”以来,嫦娥五号月球样品研究持续推进,新成果、新发现不断涌现,至今已产生百余篇论文成果及专利。2024年6月25日嫦娥六号携带月背样品返回后,国家航天局加紧组织月球样品研究,短期内就有系列重大成果在高水平学术期刊发表,为月球样品研究注入新鲜活力,进一步拓展了人类对月球形成与演化的认知。

会上,专家围绕嫦娥六号样品记录月球背面南极-艾特肯盆地(SPA)大撞击、同位素年代学研究更新火山活动史、古地磁分析重塑月球深入热演化、嫦娥样品对比研究支持月球二分性、月壤物质组成与应用研究新进展等多项成果进行了深入研讨。

 

第二届月球样品专家委员会主任委员徐义刚院士指出:“嫦娥六号样品为月球物质组成、演化历史、资源利用三大科学问题开辟了新路径,与嫦娥五号样品的系统对比研究使我国正从‘采样返回’向‘体系化研究’迈进,为载人登月及深空探测奠定科学基础。”随着嫦娥六号成果的深入解析和后续任务的推进,中国月球科学研究将为人类探索地月系统贡献中国智慧。

 

研究成果介绍

一、嫦娥六号样品记录

月背SPA大撞击

嫦娥六号成功从月球背面南极-艾特肯盆地(SPA)采集回月壤,首次为人类研究月背物质特性提供了直接研究对象。SPA盆地是月球已知最古老、最大的撞击坑,其形成是太阳系早期大型撞击的历史印记和月球早期演化的重要节点。中国科学院地质与地球物理研究所研究团队成功在嫦娥六号样品中鉴别出42.5亿年前由撞击熔融池中结晶形成的苏长岩颗粒,这一发现首次为SPA大撞击的时间提供了直接定年证据;此外,对于嫦娥六号着陆区玄武岩样品的分析显示了相较月球正面样品更加亏损的同位素组成,表明着陆区深部月幔也受到了SPA大撞击的改造。

二、同位素年代学研究

更新月球火山活动史

来自中国科学院地质与地球物理研究所、中国科学院广州地球化学研究所、中国地质科学院的多个团队针对嫦娥六号着陆区玄武岩进行的同位素年代学研究,发现这些样品形成于距今约28亿年的火山喷发活动,证明嫦娥六号玄武岩是包括嫦娥五号玄武岩(距今约20亿年)在内的月球玄武岩样品中第二年轻的玄武岩样品,表明月球正面和背面的火山活动都具有持久的活力。此外,中国科学院地质与地球物理研究所的科研团队在嫦娥五号样品中首次鉴定出1.2亿年前的火山玻璃珠,这一发现暗示月球火山活动的持续时间可能远超前人的推测。

三、古地磁分析重塑

月球深部热演化

月球发电机磁场可以反映月球内部结构和状态,并能够影响月表环境,研究月球磁场变化过程可以为认识月球演化历史提供约束。中国科学院地质与地球物理研究所的科研团队给出的嫦娥六号和五号玄武岩样品古地磁结果,揭示月球磁场可能在28亿年前发生反弹,20亿年前仍存在弱磁场,指示月球发电机在早期急剧下降后可能重新激活且至少持续到了月球演化的中期,推翻“发电机早期停止”理论,此发现为月球内核结晶驱动的地磁回弹模型提供了关键实验证据。此外,香港大学的研究团队对嫦娥五号月壤样品的磁学测试得到了月壤成熟度的指标,反映其为最不成熟的月壤之一,与其最为年轻的年龄相一致。

四、嫦娥样品对比研究

支持月球二分性

月球的地形、地貌、岩石类型等诸多表面特征显示月球具有显著的正-背面二分特性。中国科学院地质与地球物理研究所的科研团队对嫦娥六号玄武岩样品的的水含量与氢同位素组成进行了分析,结果表明其月幔源区水含量小于1.5微克/克,是目前发现的最贫水月幔,支持月球正背面挥发分存在二分性。中国科学院广州地球化学研究所、山东大学、中山大学、中国科学院地球化学研究所的多个团队对嫦娥五号和六号的月壤样品开展了对比研究,发现月背矿物颗粒表面太阳风轨迹密度低、纳米金属铁浓度低,撞击玻璃表面保存的微结构与正面样品特征迥异,指示了月背独特的太阳风主导的太空风化作用,支持月球正背面空间环境存在二分性。

五、月壤物质组成与应用研究

取得新进展

物质组成研究推动月壤资源开发进入快车道。吉林大学团队和中国科学院广州地球化学研究所团队分别在嫦娥五号月壤中首次发现天然少层石墨烯和稠环芳香物质(均值7.4 ppm),丰富了月壤物质组成。中国科学院地球化学研究所团队在嫦娥六号月壤中首次发现的撞击成因褐硫钙石(CaS),揭示了月表独特的热化学反应机制。清华大学研究团队针对月壤工程特性的跨尺度研究为未来月球基地建设提供了重要参数。东华大学团队首创“空气悬浮激光熔融-机械臂成纤”技术,可利用月壤制备出高强度玄武岩纤维,突破极端环境原位制造难题。