記者從中國科學(xué)院國家天文臺(tái)獲悉，9月17日，中國科學(xué)院國家天文臺(tái)李春來、中國探月與航天工程中心胡浩、北京控制工程研究所楊孟飛領(lǐng)導(dǎo)的聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)在《國家科學(xué)評(píng)論》(National Science Review, NSR)上發(fā)表嫦娥六號(hào)返回樣品的首篇研究論文，闡述了返回樣品的物理、礦物和地球化學(xué)特徵。
月壤與巖屑特性
論文中指出了嫦娥六號(hào)返回樣品具有較低密度，表明其結(jié)構(gòu)較為鬆散，孔隙率較高。顆粒分析顯示，月壤的粒徑呈現(xiàn)雙峰式分布，暗示樣品可能經(jīng)歷了不同物源的混合作用。與嫦娥五號(hào)樣品相比，此次樣品中斜長石含量明顯增加，而橄欖石含量顯著減少，表明該區(qū)域的月壤明顯受到了非玄武質(zhì)物質(zhì)的影響。
此外，嫦娥六號(hào)採集的巖屑碎片主要由玄武巖、角礫巖、粘結(jié)巖、淺色巖石和玻璃質(zhì)物質(zhì)組成。其中，玄武巖碎片佔(zhàn)總量的30%~40%，其礦物以輝石、斜長石和鈦鐵礦為主，橄欖石含量極低。角礫巖和粘結(jié)巖由玄武巖碎屑、玻璃珠、玻璃碎片以及少量的斜長巖和蘇長巖等淺色巖石碎屑物質(zhì)構(gòu)成，進(jìn)一步揭示了樣品來源的複雜性。
嫦娥六號(hào)返回樣品的典型圖像。(a)從嫦娥六號(hào)鏟取樣品中挑選出的部分大於1毫米的巖屑顆粒。(b-e)不同結(jié)構(gòu)特徵的玄武巖屑，(f-g)角礫巖和(h)粘結(jié)巖的背散射圖像(BSE)。典型玄武巖(i 和 j)、粘接巖(k)、淺色巖屑(l)和玻璃物質(zhì)(m 和 n)顯微鏡照片。
礦物與地球化學(xué)特徵
礦物學(xué)分析顯示，嫦娥六號(hào)月壤樣品的主要物相組成為斜長石(32.6%)、輝石(33.3%)和玻璃(29.4%)，其中玻璃含量接近阿波羅樣品的下限。此外，樣品中還檢測到少量的斜方輝石，暗示了非玄武質(zhì)物質(zhì)的存在。
地球化學(xué)分析進(jìn)一步揭示，嫦娥六號(hào)樣品中的鋁氧化物(Al?O?)和鈣氧化物(CaO)含量較高，而鐵氧化物(FeO)含量相對(duì)較低，這與月海玄武巖和斜長巖混合物的特徵一致。此外，樣品中的釷(Th)、鈾(U)和鉀(K)等微量元素含量顯著低於KREEP玄武巖，與位於月球正面風(fēng)暴洋克里普地體中的阿波羅任務(wù)和嫦娥五號(hào)任務(wù)的樣品表現(xiàn)出了巨大差異。
月球科學(xué)的新篇章
嫦娥六號(hào)、嫦娥五號(hào)、美國Apollo計(jì)劃及蘇聯(lián)Luna計(jì)劃落點(diǎn)示意圖
據(jù)了解，人類在探索月球的浩瀚征途中，曾先後通過6次Apollo任務(wù)、3次Luna任務(wù)和1次嫦娥五號(hào)任務(wù)，從月球表面帶回380餘公斤樣品。然而，所有這些樣品均來自月球正面。中國嫦娥六號(hào)任務(wù)首次完成人類從月球背面採樣的壯舉，帶回1935.3克珍貴樣品。這次採樣任務(wù)的著陸點(diǎn)位於月球背面南極-艾特肯(South Pole-Aitken，SPA)盆地。採樣點(diǎn)位於SPA盆地內(nèi)部阿波羅撞擊坑邊緣，該區(qū)域月殼極薄，有望揭露月球背面早期撞擊盆地的原始物質(zhì)。
嫦娥六號(hào)樣品不僅包括了記錄火山活動(dòng)歷史的玄武巖，還混合了來自其他區(qū)域的非玄武質(zhì)物質(zhì)。這些樣品，如同月球遠(yuǎn)古時(shí)期的「信使」，為我們研究月球早期的撞擊歷史、月球背面火山活動(dòng)以及月球內(nèi)部物質(zhì)組成提供了重要的第一手資料。
嫦娥六號(hào)帶回的月球背面樣品不僅填補(bǔ)了月球背面研究的歷史空白，更為我們研究月球早期演化、背面火山活動(dòng)和撞擊歷史提供了直接證據(jù)，也為理解月球背面與正面地質(zhì)差異開闢了新的視角。隨著對(duì)這些珍貴樣品的深入研究，有望不斷加深對(duì)月球內(nèi)部結(jié)構(gòu)、物質(zhì)成分及形成演化過程的理解，推動(dòng)月球及行星科學(xué)的蓬勃發(fā)展。
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