嫦娥五號月壤揭示太陽風(fēng)如何在月球“留痕”
科技日報北京12月2日電（記者陸成寬）太陽風(fēng)如何在月球上“留痕”？嫦娥五號月壤給出關(guān)鍵答案。記者2日從中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所獲悉，來自該所等單位的科研人員通過分析嫦娥五號月壤中的斜長石顆粒，首次揭示了太陽風(fēng)與月球表面相互作用的關(guān)鍵機(jī)制，為理解月球揮發(fā)分的分布及太陽演化提供了新線索。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《地球與行星科學(xué)通訊》雜志。
（中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所供圖）
月壤長期暴露于太陽風(fēng)中，如同“天然檔案庫”，保存著太陽風(fēng)帶來的氦、氖、氬等稀有氣體。這些氣體在月表的“旅程”并不簡單，它們注入月表后可能經(jīng)歷擴(kuò)散、濺射等復(fù)雜過程，導(dǎo)致其成分與原始太陽風(fēng)存在差異。“以往對美國阿波羅月壤樣品的研究已發(fā)現(xiàn)類似差異。但這種差異究竟源于太陽本身變化，還是月球表面后期改造所致，一直是個謎。”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賀懷宇告訴記者。
在這項研究中，科研人員從嫦娥五號月壤中精選出36顆高純度斜長石顆粒進(jìn)行了深入分析。他們發(fā)現(xiàn)，嫦娥五號月壤樣品保存的太陽風(fēng)信號比阿波羅月壤樣品更接近原始狀態(tài)，但仍與初始太陽風(fēng)成分有差異。進(jìn)一步研究顯示，這種差異主要發(fā)生在太陽風(fēng)注入月表的瞬間，由注入過程中的動力學(xué)質(zhì)量分餾導(dǎo)致，而非后期改造。
基于此，科研人員提出了一個三階段模型來解釋月球表面稀有氣體的行為——太陽風(fēng)及宇宙射線注入、局部熱擴(kuò)散以及再次被輻照。該模型表明，太陽風(fēng)注入與氣體逃逸是相互關(guān)聯(lián)的過程：一部分輕元素在撞擊時可能因礦物微損傷而瞬間釋放，進(jìn)入月球外逸層；微隕石撞擊和晝夜溫差則會進(jìn)一步促使氣體擴(kuò)散逃逸，造成不同顆粒間氣體含量的顯著差異。
賀懷宇表示，這項成果不僅闡明了太陽風(fēng)如何塑造月球外逸層和揮發(fā)分的分布，更提示利用月球樣品重建太陽風(fēng)歷史時，需先校正這些分餾效應(yīng)，才能更準(zhǔn)確追溯太陽演化軌跡。研究為理解無大氣天體與太陽風(fēng)的相互作用提供了新框架，也為探索行星揮發(fā)物起源打開新視角。
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