來源：科技日?qǐng)?bào)

科技日?qǐng)?bào)記者 陸成寬

大型撞擊事件會(huì)對(duì)月球造成什么影響？來自中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所等單位的科研人員，通過分析嫦娥六號(hào)在月球背面南極-艾特肯盆地采集的玄武巖樣品，首次揭示約42.5億年前，南極-艾特肯盆地撞擊事件不僅砸出了月球上最大的坑，還“烤焦”了月球背面的深層物質(zhì)，導(dǎo)致某些易揮發(fā)元素丟失。相關(guān)研究成果13日發(fā)表于《美國國家科學(xué)院院刊》。

自月球誕生以來，小行星撞擊一直是塑造其表面月貌最主要的外部力量。這些撞擊形成了月球上遍布的撞擊坑和盆地，顯著改變了月球的地形與化學(xué)構(gòu)成。然而，月球早期遭遇的大型撞擊是否以及如何影響月球深部，仍然是一個(gè)未解之謎。

嫦娥六號(hào)任務(wù)成功采集了月球最大撞擊盆地——南極-艾特肯盆地的樣品，為研究南極-艾特肯大型撞擊事件及其影響提供了關(guān)鍵樣本。“通過高精度同位素分析，科研人員能夠檢測到同位素比值的微小變化，從而精確捕捉撞擊事件留下的痕跡。”論文通訊作者、中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究員田恒次說。

其中，鉀、鋅、鎵等中等揮發(fā)性元素的同位素體系具有獨(dú)特的研究價(jià)值。在撞擊產(chǎn)生的高溫環(huán)境下，這些元素容易揮發(fā)并發(fā)生同位素分餾，其同位素組成能夠靈敏地反映撞擊時(shí)的溫度、壓力以及物質(zhì)來源。因此，它們就像獨(dú)特的“同位素指紋”，能夠?yàn)檠芯孔矒羧绾胃脑煸職ず驮箩Ｎ镔|(zhì)提供關(guān)鍵線索。

在這項(xiàng)研究中，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)嫦娥六號(hào)帶回的玄武巖樣品進(jìn)行了高精度鉀同位素分析。結(jié)果顯示，與來自月球正面的阿波羅樣品相比，嫦娥六號(hào)玄武巖中，較重的鉀同位素（鉀-41）比例顯著偏高。

為了找出這一差異的原因，研究人員系統(tǒng)排查了宇宙射線照射、巖漿活動(dòng)、撞擊體等多種可能因素，最終確認(rèn)，是早期大型撞擊事件改變了月球深部月幔的鉀同位素組成。撞擊瞬間的高溫高壓環(huán)境，導(dǎo)致較輕的鉀-39同位素更多地?fù)]發(fā)逃逸，從而使殘留物質(zhì)中較重的鉀-41相對(duì)富集。

“這種揮發(fā)性元素的丟失，很可能進(jìn)一步抑制了月球背面后期的火山噴發(fā)活動(dòng)。這一發(fā)現(xiàn)為理解大型撞擊對(duì)月球演化的影響，解釋月球正面與背面地質(zhì)演化為何如此不同，提供了關(guān)鍵的科學(xué)線索?！碧锖愦握f。

（圖片由田恒次團(tuán)隊(duì)提供）