月壤新发现：嫦娥五号解密太阳风在月球表面“刻画”过程

科技日报北京12月2日电 太阳风在月球上如何“刻画痕迹”？来自嫦娥五号带回的月壤样本带来了重要线索。记者2日获悉，中国科学院地质与地球物理研究所等科研团队，通过分析嫦娥五号采集的月壤中斜长石颗粒，首次揭示了太阳风和月球表面的关键相互作用机制，对认识月球挥发性物质的分布规律及太阳的活动历史具有重要意义。相关成果已发表于《地球与行星科学通讯》。

月球表层长期暴露在太阳风下，仿佛成为记录太阳风成分的“天然档案”，其中保存了诸如氦、氖、氩等稀有气体。但这些气体在月球表面的行为远比想象复杂，它们注入后，可能经历扩散或溅射等多种过程，使得最终月壤中的气体组成与原始太阳风存在区别。“此前阿波罗计划采集的月壤分析也曾发现相关现象，但这些差异究竟是源自太阳本身的变化，还是月表经历了二次重塑，学界尚无定论。”论文通讯作者、中国科学院地质与地球物理研究所的贺怀宇研究员解释。

在最新研究中，团队从嫦娥五号月壤精选了36颗高纯斜长石进行精细分析。结果发现，嫦娥五号样本中太阳风信号比阿波罗样本更接近原始，但仍有成分偏差。进一步研究证明，这种偏差主要发生在太阳风最初注入月壤的过程中，是由注入瞬间的动力学质量分馏引起的，而非后期月球表面的再加工作用所致。

据此，研究者提出了一个包含三个阶段的全新模型阐释月球表面稀有气体的行为过程——首先是太阳风和宇宙射线的注入，其次为气体的局部热扩散，最后是再次受到辐照。模型显示，太阳风注入和气体逃逸两者紧密关联：部分轻元素在受撞击时因矿物结构受损会迅速释放，并进入月球外逸层；而微陨石撞击及月球昼夜温差的作用，则进一步促进了气体向外的扩散和逃逸，使不同矿物颗粒中气体的含量呈现出明显差异。

贺怀宇表示，该项研究不仅清晰揭示了太阳风在月球外逸层和挥发分分布上的影响机制，还提示科学家在利用月壤重构太阳风历史时，需首先校正与质量分馏相关的影响，才能更准确推演太阳发展的轨迹。这一成果为无大气星体与太阳风作用关系的研究提供了新视角，也为探索行星体系中挥发物质的起源开拓了思路。