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嫦娥五号月壤揭示太阳风在月球上“留痕”机制

时间:2025-12-07 02:25:52
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科技日报北京12月2日电(记者陆成宽)——嫦娥五号月壤为科学家提供了探索太阳风与月球表面相互作用的新证据。中国科学院地质与地球物理研究所等单位科研人员通过分析嫦娥五号月壤中的斜长石颗粒,首次揭示了太阳风在月球表面注入和分布的关键机制,为理解月球挥发分及太阳演化历史提供了重要线索。相关研究成果已在线发表于《地球与行星科学通讯》杂志。

月壤长期暴露于太阳风中,如同“天然档案库”,能够保存太阳风带来的氦、氖、氩等稀有气体。然而,这些气体在月表的演化过程复杂,可能经历扩散和溅射,导致成分与原始太阳风存在差异。此前,阿波罗计划带回的月壤研究也发现类似现象,但成因长期不明。

此次研究选取了36颗高纯度斜长石颗粒进行深入分析。结果显示,嫦娥五号月壤样品保存的太阳风信号比阿波罗样品更接近原始状态,但仍存在差异。研究表明,这种差异主要源于太阳风注入月表瞬间的动力学质量分馏,而非后期月表改造。

科研团队提出了太阳风稀有气体行为的“三阶段模型”——太阳风及宇宙射线注入、局部热扩散、再次辐照。模型表明,太阳风注入与气体逃逸相互关联:轻元素可能在注入瞬间因矿物微损伤释放进入月球外逸层,而微陨石撞击和昼夜温差进一步促使气体扩散和逃逸,导致不同颗粒间气体含量显著差异。

中国科学院地质与地球物理研究所研究员贺怀宇表示,该研究不仅阐明了太阳风如何塑造月球外逸层和挥发分分布,也提醒科研人员在利用月球样品重建太阳风历史时需校正分馏效应,从而更准确追溯太阳演化轨迹。此成果为理解无大气天体与太阳风相互作用提供新框架,也为探索行星挥发物起源提供新视角。

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