月球上的水究竟來自哪里?這個困擾科學(xué)界多年的謎題，如今因為中國嫦娥六號探測器帶回的月壤而找到了新線索。近日，我國科研人員在對嫦娥六號2克月壤樣品的精細(xì)分析中，取得了新發(fā)現(xiàn)：他們成功識別出源自“CI型碳質(zhì)球粒隕石”的撞擊殘留物。研究認(rèn)為，此前在月球樣品中檢測到的特殊來源的水，很可能就來自這類隕石的撞擊貢獻(xiàn)。

該研究成果由中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所徐義剛院士領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊完成，已于北京時間10月21日在國際學(xué)術(shù)期刊《美國國家科學(xué)院院刊》上發(fā)表。

2024年8月24日，在中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所實驗室內(nèi)拍攝的月壤樣品。(中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所供圖)

“太陽系的信使”記錄演化

隕石被譽(yù)為“太陽系的信使”，它們攜帶著太陽系形成和早期演化的原始信息，是研究行星歷史的重要對象。

然而，在地球上，由于濃厚大氣層的燃燒作用以及活躍的地質(zhì)構(gòu)造和風(fēng)化作用，絕大多數(shù)隕石，尤其是極其脆弱、富含水與有機(jī)質(zhì)的CI型碳質(zhì)球粒隕石，難以完好保存。這類隕石在地球的隕石記錄中占比不足1%，樣本極為稀缺。

與之相反，月球沒有大氣層和劇烈的地質(zhì)活動，其表面如同一座巨大的“天然檔案館”，能夠?qū)?shù)十億年來撞擊事件的痕跡完好地封存起來。嫦娥六號從月球背面采回的樣品，正是翻閱這本“宇宙檔案”的絕佳材料。

重新認(rèn)識月球水的來源

CI型碳質(zhì)球粒隕石的母體小行星主要分布在外太陽系，在內(nèi)太陽系亦存在，它們以富含水和其他揮發(fā)性成分(如有機(jī)質(zhì))而著稱。進(jìn)一步的統(tǒng)計分析表明，此類隕石在月球表面的比例遠(yuǎn)高于地球。

“這一發(fā)現(xiàn)具有多項重要意義。”中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所研究人員解釋，“首先，它直接證明了這類隕石可以到達(dá)地月系統(tǒng)。更重要的是，雖然我們暫時還不確定這類隕石撞擊月球的時間，但它的存在為解決月球水的來源問題提供了關(guān)鍵證據(jù)。”

研究團(tuán)隊提出，此前在月球樣品中檢測到的具有“正氧同位素特征”的水，其最可能的來源就是這類碳質(zhì)球粒隕石的撞擊貢獻(xiàn)。這刷新了人們對月球水來源的認(rèn)識，表明隕石撞擊不僅是塑造月球地貌的力量，更是為月球帶來寶貴的水和有機(jī)質(zhì)的“快遞員”，為未來研究月球水資源的分布和演化指明了新方向。

2024年8月26日，徐義剛院士與團(tuán)隊成員通過掃描電鏡觀察嫦娥六號樣品特征。(中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所供圖)

彰顯科研人員智慧與匠心

面對珍貴的月壤樣品，中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所徐義剛院士團(tuán)隊展現(xiàn)了嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)精神。他們僅用2克月壤，就通過創(chuàng)新研究方法，識別出了來自CI型碳質(zhì)球粒隕石的撞擊殘留物。

科研人員表示，這些微小的巖石碎屑是CI型隕石的母體小行星撞擊月球表面后，發(fā)生熔融并快速冷卻結(jié)晶的產(chǎn)物。這項研究不僅發(fā)現(xiàn)了“稀有”隕石的遺跡，更系統(tǒng)地建立了一套在月壤等地外樣品中精準(zhǔn)識別隕石物質(zhì)的方法，為未來研究奠定了基礎(chǔ)。

從嫦娥一號到嫦娥六號，中國探月工程每一步都扎實而穩(wěn)健。此次研究從2克月壤中分析解讀出如此重要信息，充分體現(xiàn)了我國科學(xué)家在微觀分析領(lǐng)域的技術(shù)實力、敏銳的科學(xué)洞察力以及精益求精的探索精神。

嫦娥六號的科學(xué)成果正持續(xù)涌現(xiàn)，每一次發(fā)現(xiàn)都在拓展人類對地月系統(tǒng)和太陽系演化的認(rèn)知邊界。專家表示，這座月球背面的“天然檔案館”還有更多秘密等待揭曉，而中國的行星科學(xué)，正憑借自己的努力，一步步走向世界舞臺的中央。

策劃：陳芳

統(tǒng)籌：吳晶、孫聞、周強(qiáng)

記者：胡喆、馬曉澄

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