中国科学技术大学传来消息，嫦娥五号与嫦娥六号带回的月球土壤样本，为探究月球两极的显著区别提供了宝贵机遇。该校地空学院的黄方教授团队与秦礼萍教授团队携手，通过对嫦娥五号与六号带回的月球土壤样本中硅同位素数据的细致对比，发现月球背面相较于正面展现出更为显著的太空风化迹象。
该研究成果以《基于硅同位素约束的月面和远月面空间风化》为题，于5月7日在国际知名学术期刊《自然-通讯》上发表。
据相关资料介绍，月球表面物质在宇宙射线、太阳风以及微陨石的连续撞击等外部因素的长期作用下，经历了一系列复杂的物理与化学变化，这些变化对月球表面物质的组成和结构产生了显著的改变。研究团队为了更深入地了解月球正反两面太空风化的影响，借助中国科学技术大学金属稳定同位素实验室所拥有的先进同位素分析技术，对嫦娥五号和六号任务带回的月球土壤样本进行了高精度的硅同位素分析，并成功测定了月球正面与背面样本中硅同位素的构成。
该研究为揭示月球正面与背面在太空风化过程中的不同特点提供了新颖的、非传统的稳定同位素数据，这对构建更加精确的月球表面物质演变模型具有重要意义。
图源中国科学技术大学，下同
嫦娥五号采集的月球土壤中，δ30Si的平均值是-0.06‰，误差范围为±0.05‰（2倍标准偏差），而嫦娥六号采集的月球土壤中，δ30Si的平均值则为0.04‰，误差范围同样是±0.05‰（2倍标准偏差）。这两个数值均超过了全硅酸盐月球土壤的δ30Si平均值，后者为-0.29‰，误差范围为±0.08‰（2倍标准偏差）。在嫦娥五号采集的岩石碎片中，δ30Si的比值与全硅酸盐月球土壤相近，而嫦娥六号采集的岩石碎片中，硅同位素的比值则稍微偏重。
这种差异或许源于太空风化过程中微陨石的撞击事件。当微陨石以高速撞击月球表面时，月球表层物质会发生局部熔融现象，月壤中的硅元素以SiO的形式自由蒸发。在这一过程中，轻硅同位素会优先进入气态，导致剩余的熔体中富含较重的硅同位素。挥发出的蒸汽可能逸散出去，随后又重新降落到月球表面，这一过程最终使得月球表层土壤中的硅同位素与玄武岩之间出现了分异现象。
此外，嫦娥六号在月球背面采集的样品中，δ30Si的含量普遍比嫦娥五号在正面采集的样品要高，这一现象暗示月球背面区域所经历的太空风化作用更为剧烈。这种风化程度的差异，或许与该区域更长的暴露时间、更频繁的微陨石撞击或是撞击速度的加快等因素有着密切的联系。
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