为后续探月提供关键参数 支撑月球资源开发 内地与港澳学者携手 重建月壤演化史

2026-08-08 05:16:16
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内地与港澳学者合力,推动人类对月球演化的认知。中国地质大学(武汉)地球与行星科学学院肖龙教授团队联合港澳学者,重建了嫦娥五号着陆区月壤完整演化历史,为后续月球探测任务提供了关键工程设计参数,也为月球资源开发提供直接支撑,相关成果近日发表于国际期刊《空间科学与技术(英文)》上。

香港大学地球与行星科学系钱煜奇博士深入参与了这一嫦娥五号月壤研究,他在接受《大公报》采访时表示,这一成果为未来我国返回月球样品研究提供了「金标准」。\大公报记者 刘凝哲北京报道

据介绍,在研究中,团队构建了嫦娥五号着陆点表层至65厘米深度的月壤成熟度剖面,结合月壤成熟度分层特征、暴露年龄实测数据以及雷达探测的分层结构信息,重建了嫦娥五号着陆区月壤完整演化历史。

推测原始月壤层处23厘米以下深度

肖龙教授向内地媒体表示,约20.3亿年前,月球上一次大规模玄武岩岩浆喷发,形成坚硬、完整的玄武岩基岩,成为后来月壤的物质源头。而后,在约20亿年前至2.4亿年前,太阳系内的小型天体撞击事件持续不断,大量小型陨石、微陨石持续轰击,让这些基岩破碎,形成颗粒度小但厚度可观的初始月壤层。

随着撞击频率逐步降低,月表地貌格局逐渐稳定,陨石撞击减弱,转化为太阳风、宇宙射线和微陨石(微米粒径)为主的对月壤表层的改造阶段。经过分层演化,最终形成嫦娥五号采样时探测到的三层结构:顶部0厘米至3厘米、受到较充分混合改造的成熟度相对较高的月壤层;中部3厘米至23厘米、仅经历原位改造的成熟度中等的月壤层;底部23厘米至65厘米、几乎未受扰动的、成熟度极低的原始月壤层。

研究团队发现,不同深度月壤的成熟度差异,不是简单由月表风化作用随着深度增加递减导致,而是在撞击沉积、空间风化作用双重叠加下,经历了「顶部太空风化主导、中部原位传导改造、下部封闭保存」的不同演化过程。这一发现修正了此前业内「月壤成熟度随深度增加线性递减」的认知。

获取最原始样品 规避太空风化干扰

「研究数据也为后续月球探测任务提供了关键工程设计参数。」肖龙说,研究证实,在嫦娥五号着陆区,能够将月壤彻底翻搅并带来新鲜碎屑的撞击作用,其影响深度仅局限在23厘米以内,是获取近期微陨石和太阳风等作用的最佳样品。未来采样任务中,若目标是获取最原始月壤样品,研究过去的地质和太空环境历史,将采样深度设定在23厘米以下,或可规避太空风化干扰,获取最有科学价值的样品。

「这一研究率先对嫦娥五号月壤剖面成熟度进行了限定,补充了表取样品研究结果,重建了月壤演化历程,同时建立了基于磁学方法的成熟度描述指标,为未来我国返回月球样品研究提供『金标准』」。钱煜奇向大公报记者表示,香港大学深入参与了我国嫦娥五号、六号着陆区地质背景分析、返回样品研究,及嫦娥工程科学数据分析和载荷研制。

值得一提的是,在这一研究中,钱煜奇还与内地科研人员共同建立了月壤成熟度测量方法,基于其对嫦娥五号着陆区的深入研究,共同提出了月壤多阶段演化模型,与内地专家合作为未来月球资源利用进行理论研究。