北京时间2月5日,中国科学家利用一份来自月球背面的珍贵样品,成功优化了沿用数十年的月球撞击历史模型。这项发表在《科学进展》(Science Advances)杂志上的研究,由中国科学院地质与地球物理研究所、中国科学院空天信息创新研究院等单位的科学家共同完成,为我们深入理解月球的演化历程提供了革命性的新视角。
这项研究的一大重要突破在于,它首次证实了月球正面和背面区域的陨石撞击通量(单位时间内通过单位面积的物体数量)基本一致。这意味着,长期以来关于月球两面受撞击程度差异的猜测,可能并不准确。更关键的是,新的撞击历史模型显示,月球早期的撞击事件呈现出平滑衰减的趋势,而并未支持“晚期重轰击”(Late Heavy Bombardment, LHB)这一流传甚广的假说。
月球表面撞击坑的密度,一直是科学家们用来估算区域年龄的核心依据。要建立一个可靠的撞击坑定年模型,必须精确地将月球样品中的同位素年龄与对应区域的撞击坑密度进行关联。而在此之前,人类获取的月球样品存在两大致命局限:其一,所有的样品都来自于月球的正面;其二,样本的年龄普遍小于40亿年,无法覆盖月球最古老的历史时期。正是由于这些局限,科学界对于月球早期撞击史的争议不断,形成了“单调衰减”、“晚期重轰击”以及“锯齿状增强”等三种主流假说。
2024年6月25日,中国嫦娥六号任务成功完成了人类首次月球背面采样返回壮举,从月球最大、最古老的撞击坑——南极-艾特肯(SPA)盆地,带回了1935克珍贵的月壤样品。这是开启全新研究篇章的关键。这次获取的样品中,研究团队发现了至关重要的线索。其中,不仅有相对年轻、约28.07亿年前形成的玄武岩,还获得了距今约42.5亿年前的古老苏长岩。这块苏长岩的形成,是SPA盆地遭受大型陨石撞击后,形成的熔融岩浆经过冷却结晶的产物,为追溯月球极其早期的撞击历史提供了不可或缺的“时间锚点”。
通过将嫦娥六号月球背面样品的年龄数据,与月球遥感图像中显示的撞击坑密度进行交叉比对和验证,科学家们最终得出了以下核心结论:首先,月球背面的撞击坑密度与正面表现出高度的一致性,这有力地打破了过去“月球背面更容易遭受撞击”的传统猜测。这一发现为建立一个更全面、更具代表性的全球性月球撞击坑年代模型奠定了坚实的基础。其次,更加重要的是,新的模型清晰地揭示了月球早期撞击通量呈现出平滑衰减的特征。这意味着,月球越早期,撞击事件越频繁,随后撞击率迅速降低。这一结论彻底推翻了关于约39亿年前存在陨石撞击爆发期,以及41亿年前出现“锯齿状”撞击增强的两种争议性假说,为月球早期的撞击事件提供了一个更为简洁和统一的解释。这项研究成果不仅是中国在航天探测领域的重大进展,也为全球行星科学界提供了宝贵的科学数据和理论支持。

