
▲田恒次团队用玄武岩摆成月球SPA撞击盆地形状的图片。SPA撞击坑里还有很多小的撞击坑。

▲科学家绘制的小行星撞击月球及其引发的物质挥发示意图。中国科学院地质与地球物理研究所供图
■冯丽妃
我是一粒玄武岩,直径不过2毫米,却藏着一肚子话。
我的家在月球南极-艾特肯盆地(SPA)——月球上最大、最古老的撞击盆地。这片直径约2500公里、深达上百公里的广袤土地,是远古时期一次小行星猛烈撞击后留下的“宇宙伤疤”。在这里,我和兄弟姐妹度过了漫长岁月,历经昼夜近300摄氏度的温差剧变、宇宙射线的持续轰击、微陨石的纷繁撞击……时光为我们披上厚厚的月尘,我们的内心却寂静如初。偶尔,一个念头会悄然闪过:我从哪里来,会到哪里去?
命运的转折始于2024年6月2日。一个4条腿的大家伙来到我身边,它自称“嫦娥六号”,来自一颗名叫地球的蓝色邻居星球。它在我家附近忙碌了约49个小时:勘察、研究,还举行了一场庄严的升旗仪式。随后,它把我和一些兄弟姐妹“打包装箱”,让我经历了一场跨越38万公里、历时20多天的星际旅行。
抵达地球后,我被辗转送到中国科学院地质与地球物理研究所研究员田恒次手中。没想到,一向在月球上默默无闻的我,一夜之间竟成为科学界的焦点——科学家以我为关键“证物”的研究,近日发表于美国《国家科学院院刊》,并被选为亮点文章,为人类了解我的月球老家添上了重要一笔。
体检
初次见面后,田恒次与合作者决定给我做一次“入职体检”。
首先,他们用高纯度酒精为我“洗澡”——洗去亿万年来附着在我表面的微米级月尘,以免干扰我原本的信息。接着,我被送入一台微米级扫描仪,如同人类做CT检查一般,科学家得以清晰透视我的内部结构。
结果显示,我内部结构完整,未受剧烈撞击扰动,无岩浆再熔融痕迹,也未被宇宙射线显著改变——确认我是一粒“原始玄武岩”,约28亿年前被月球火山活动从月幔带至表面。
这意味着,我从诞生至今基本保持着初始状态,忠实记录了月球深处的历史,尤其是那起塑造SPA盆地的远古撞击事件。
身份确认后,真正的分析开始了。科学家选取了包括我在内的4份特性相似的“兄弟”,总重约60毫克,采用“超低消耗量”的先进分析技术,每份样品仅消耗7~8毫克,就对我们的元素和同位素进行了精确测定。为确保数据可靠,他们还人工配置了与我们成分相似的“模拟月壤溶液”反复验证。
很快,隐藏在我身体深处的“密码”被成功破译:我携带的钾(K)同位素组成,比以往从月球正面阿波罗计划样品中获得的同类数据明显偏重。
证物
这个体检结果非同小可。田恒次解释,经过严谨分析,他们排除了宇宙射线、岩浆活动、外来物质混染等各种因素的干扰。唯一合理的解释是,形成SPA盆地的那次超级撞击,直接改变了月幔的化学组成。模拟计算显示,约1%的钾元素丢失,就能解释我所携带的偏重钾同位素特征。
他们还原了这样一幅图景:当那颗巨型小行星轰然撞向月球,瞬间产生的极端高温高压,使被挖掘和扰动的月幔物质发生了“挥发性丢失”——就像猛火炙烤会让食物水分蒸发一样,月幔中相对易挥发的钾等元素部分逃逸了。而这种丢失并不均匀,导致残留物质中较重的钾同位素比例升高。
那时的月球背面,岩浆奔涌、挥发分蒸腾,撞击产生的巨大热能甚至触发了月幔对流。科学家曾提出,这场大撞击可能将富含钾、稀土元素和磷的克里普物质“甩”向了月球正面,为月球正背面化学成分的显著差异埋下伏笔。
因此,我不再是一粒普通的月尘。我体内偏重的钾同位素,成为证明SPA大撞击曾导致深部月幔挥发分丢失的第一个直接同位素证据。这与嫦娥六号任务其他研究初步发现的月球背面更还原、总体更“干”的特征相互印证。
那场旷古撞击不仅塑造了SPA盆地,还可能是一系列连锁反应的起点。田恒次说,撞击很可能造成了水、硫等挥发分丢失——这些物质通常是降低岩石熔点、促进火山活动的“润滑剂”。SPA撞击导致的挥发分亏损,可能让月球背面的月幔更难熔融,从而抑制其漫长地质历史中的火山活动,这正是月球正背面“二分性”形成的关键一环。
旅程
如今,我静静地躺在实验室的样品瓶中。有时,看着实验室窗外的月光,就会经常回忆起嫦娥六号那个“话痨”。
从月球到地球的旅程中,它跟我絮叨了很多地球上的故事:中国人自古对月球怀有浪漫想象,喜欢对着月亮抒发情感。他们曾把月球比作“白玉盘”“瑶台镜”,流传着许多诗句和传说,比如“举头望明月,低头思故乡”“但愿人长久,千里共婵娟”“嫦娥应悔偷灵药,碧海青天夜夜心”。
后来,地球人真的“上九天揽月”了。嫦娥六号说,自己的前辈们已10次从月球带回样本,累计将380多公斤月球样品送至地球开展研究。它的“五哥”嫦娥五号从月球正面带回的样本,曾将月球火山活动结束时间推迟了约10亿年,轰动国际科学界。
嫦娥六号曾说,它的使命尤为特殊——这是人类第一次登陆月球背面并采样返回。它不仅搭载了中国自主研发的科学载荷,还携带了来自欧空局以及法国、意大利、巴基斯坦等国的国际合作仪器。它在月背举行的升旗仪式,代表着全人类对了解月球的共同渴望。
对于嫦娥六号的期待,我想,我和我的兄弟姐妹已经帮它实现了一部分。
现在,我在地球上的故事远未结束。田恒次和团队正计划用更多挥发性同位素继续追问:月球背面是否天生不同?SPA撞击事件对它究竟产生了多大影响?
我计划和他们一起,让地球人了解更多关于月球背面——我老家的秘密。
相关论文信息:
https://doi.org/10.1073/pnas.2515408123
《中国科学报》 (2026-02-05 第3版 综合)