月球表面的年龄研究是了解其演化历史的关键。对于未采样的月球区域,科学家主要通过撞击坑密度来推断年龄——区域越古老,撞击坑通常越密集。但要建立精准的撞击坑定年方法,核心难题是需要将返回样品的同位素年龄与采样区的撞击坑密度建立准确的对应关系。 长期以来,月球早期撞击历史的认识存在多种争议,主要源于数据的局限性。在嫦娥六号任务之前,所有可用于定年的月球样品都来自月球正面,且年龄均小于40亿年。这种数据的不完整性导致科学界对月球早期撞击过程的理解众说纷纭,先后提出了单调衰减模型、约39亿年前的"晚期重轰击"假说,以及约41亿年前的"锯齿状"撞击通量增强模型等多种假说。 2024年6月25日,嫦娥六号从月球背面南极-艾特肯盆地的阿波罗盆地采回1935.3克月壤样品,为解决这些科学争议提供了新的机遇。中国科学院地质与地球物理研究所研究员岳宗玉等科学家对样品进行了深入分析,获得了两个关键发现:距今约28.07亿年的年轻玄武岩,以及距今42.5亿年的古老苏长岩。其中古老苏长岩由南极-艾特肯盆地大型撞击事件的熔融岩浆结晶形成。南极-艾特肯盆地是月球上最大、最古老的撞击坑,为追溯月球早期历史提供了极其宝贵的参考点。 研究团队结合高分辨率遥感图像,系统统计了嫦娥六号着陆区玄武岩单元及整个南极-艾特肯盆地中直径大于1公里的撞击坑密度。同时整合了阿波罗、月球号及嫦娥五号等历次月球探测任务的数据,构建出全新的月球撞击坑年代模型,标志着月球年代学研究进入了新阶段。 研究结果显示,月球背面与正面的撞击坑密度高度一致。这表明月球正面和背面的陨石撞击通量基本相同,为建立全球性的撞击坑年代模型奠定了基础。新年代模型为月球科学研究提供了更加完整、精确的"时间标尺"。 更为重要的是,新模型对月球早期撞击历史的争议给出了明确答案。对比分析显示,月球南极-艾特肯盆地的年龄明显偏离"锯齿状"撞击通量增强模型,也与"晚期重轰击"假说存在显著差异。研究者因此认为,月球早期撞击事件是平滑衰减的过程,而非经历剧烈动荡。这个结论推翻了长期存在的某些假说,为月球演化史的认识提供了新的科学依据。
从嫦娥五号带回年轻玄武岩到嫦娥六号获取古老苏长岩,中国探月工程正以扎实的科学发现深化人类对宇宙的认知。这项跨越正背面的月球"考古"工作证明,深空探测不仅需要宏大的工程实现,更需要通过微观样本揭示宏观规律;随着嫦娥七号、八号任务的推进,中国科学家有望在行星演化、太空资源等前沿领域取得更多成果,为人类探索宇宙作出更大贡献。