月壤揭秘：太阳风在月球表面如何“刻画足迹”
科技日报北京12月2日消息——太阳风在月球表面究竟留下了怎样的印记？嫦娥五号带回的月壤样品提供了关键线索。记者2日从中国科学院地质与地球物理研究所获悉，研究人员通过分析嫦娥五号采集的月壤斜长石颗粒，首次揭示了太阳风与月球表面发生作用的关键过程，为揭示月球挥发性元素的分布和太阳风演化增添了新的理解。相关成果已发表在《地球与行星科学通讯》杂志上。
月球表层的月壤长时间暴露在太阳风之下，相当于一座“天然档案库”，保存着由太阳风携带的氦、氖和氩等稀有气体。这些气体在月壤内的存留并不是简单的注入，过程中还可能发生扩散和溅射等多种物理变化，使气体成分与原始太阳风存在明显差异。论文的通讯作者贺怀宇研究员介绍，早前对于美国阿波罗计划带回的月壤样品已有过类似的发现，但气体成分差异究竟是源自太阳风本身变化，还是月球表面遭受的后续“改造”所致，始终未有定论。
此次研究中，科研团队从嫦娥五号月壤中精选了36粒高纯斜长石颗粒，进行了详细分析。结果发现，嫦娥五号样品中保留的太阳风信号和原始太阳风状态更为接近，但仍存在一定偏差。进一步研究指出，这些差异其实并非后期过程造成，而是在太阳风刚刚注入月表的瞬间，由动力学质量分馏效应引起。
据此，研究人员构建了一个包含三个阶段的新模型，以解释月球表面稀有气体的动态变化：首先是太阳风及宇宙射线的注入，其次是气体在微区的热扩散，最后是气体在再次辐照下的行为。该模型显示，太阳风注入与月球稀有气体的逃逸密切相关。一部分轻气体在注入月表时，因矿物受到微小损伤瞬间释放进入月球外逸层；而微型陨石的撞击和昼夜温差则促进了这些气体的进一步扩散和逸散，导致月壤颗粒间气体分布发生显著差异。
贺怀宇表示，这项研究不仅揭示了太阳风如何影响月球外逸层及挥发性元素的分布，更强调在通过月球样品追溯太阳风历史时，务必先对分馏效应进行校正，才能更加准确地还原太阳的演化轨迹。这一成果为探索没有大气层的天体与太阳风的相互作用提供了新的理论依据，也为研究行星挥发物的起源开拓了新的方向。
