嫦六月壤新成果！月球最大撞擊遺蹟形成於42.5億年前

中國科學家通過嫦娥六號採回的月球背面月壤樣品研究，取得了又一項重大突破：確定月球最古老、最大的撞擊遺蹟—南極—艾特肯盆地（SPA盆地）形成於42.5億年前，為太陽系早期大型撞擊歷史提供了初始錨點，對理解月球乃至太陽系早期演化具有重大科學意義。成果已刊登在學術期刊《國家科學評論》。

撞擊作用是天體形成與演化過程中最重要的外部動力過程，內太陽系天體經歷了相似的撞擊歷史。月球作為地球唯一的天然衛星，表面遍布了大小不一的隕石撞擊坑，是太陽系撞擊的歷史印記。其中，直徑約2,500公里的巨型撞擊坑SPA盆地，是月球最古老的撞擊疤痕，記錄了月球幼年時期遭受的巨大「創傷」。

SPA盆地的形成時間不僅是月球演化歷史的關鍵節點和撞擊歷史的起始錨點，還可作為校準太陽系撞擊史的黃金參照，為火星、水星等行星撞擊坑建立統一年齡標尺，是太陽系留給人類珍貴的「宇宙時鐘」。因此，精確限定SPA盆地形成時間，是國際深空探測領域長期以來的首要科學目標之一，但同時也是月球科學研究領域中的最大懸案之一。

中國嫦娥六號任務成功返回採自月球背面SPA盆地內部的月壤樣品。中國科學院地質與地球物理研究所陳意研究員帶領研究團隊從5克月壤中，挑選出20顆具有代表性的蘇長質岩屑顆粒。研究發現，儘管這些蘇長質岩屑在全岩成分和礦物組成上與月球正面阿波羅樣品中的蘇長岩一致，但在礦物的主、微量元素成分上有明顯區別。極低的揮發性元素含量等均指示這些蘇長質岩屑為撞擊熔岩，是一類新型的月球蘇長岩，團隊將其命名為南極—艾特肯蘇長岩（SPANs）。

團隊進一步通過岩屑中微小（1-5微米）含鋯礦物開展鉛同位素定年分析，識別出42.5億年和38.7億年兩期撞擊事件。其中42.5億年蘇長岩呈現不同的礦物粒度和結構，並且礦物的主、微量元素從粗粒到細粒呈現明顯演化趨勢，表明它們來自同一撞擊岩漿池不同層位分離結晶的產物。為了追溯這一古老撞擊成因蘇長岩的源區，團隊基於447GB的遙感數據，開展了SPA盆地內部及周邊地區大範圍岩性填圖和溯源，發現42.5億年蘇長岩來自SPA盆地內環的成分異常區。綜合以上證據，團隊最終限定SPA盆地形成於42.5億年前。

該項成果證明，在太陽系形成之後約3.2億年，一次大型撞擊事件形成了月球最大的撞擊遺蹟—SPA盆地，為月球撞擊坑統計定年法提供了來自月背的初始錨點。基於月球正面樣品校正的撞擊曲線計算SPA盆地模式年齡與同位素定年結果基本一致，表明月球早期正面和背面的撞擊通量大致相當。此外，該項工作確認43.5-43.3億年的全月熱事件與SPA大型撞擊無關，為重塑月球早期一級演化序列提供了參考基點和科學依據。