中國日報1月13日電（記者 李夢涵）1月13日，中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所田恒次研究員團(tuán)隊(duì)通過對嫦娥六號采集的月球背面樣品的高精度鉀同位素分析，首次揭示南極-艾特肯盆地撞擊事件導(dǎo)致月幔中等揮發(fā)性元素丟失，為理解大型撞擊對月球演化的影響，以及揭示月球二分性的成因提供了重要依據(jù)。相關(guān)研究成果發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《美國國家科學(xué)院院刊》。

自月球形成以來，小行星撞擊是其最主要的外動力地質(zhì)過程，塑造了遍布月表的撞擊坑與盆地，并顯著改變了月表的形貌與化學(xué)組成。然而，月球早期的大型撞擊事件是否及如何影響月球深部，仍然不清楚。嫦娥六號任務(wù)采集了月球最大的撞擊盆地——南極-艾特肯盆地的樣品，為研究南極-艾特肯大型撞擊事件及其效應(yīng)提供了關(guān)鍵樣品。高精度同位素分析能夠通過測量同位素比值的微小變化，精準(zhǔn)捕捉撞擊事件留下的信息。其中，中等揮發(fā)性元素（如鉀、鋅、鎵等）的同位素體系具有特殊的研究價值——這些元素在撞擊產(chǎn)生的高溫條件下易發(fā)生揮發(fā)與分餾，其同位素組成能夠靈敏記錄撞擊過程中的溫度、能量及物質(zhì)來源信息，是揭示撞擊規(guī)模、熱歷史及其對月殼和月幔物質(zhì)改造的關(guān)鍵"同位素指紋"。

研究團(tuán)隊(duì)對毫克級嫦娥六號玄武巖單顆粒進(jìn)行了高精度鉀同位素分析。結(jié)果顯示，與來自月球正面的阿波羅樣品相比，嫦娥六號玄武巖具有更高的鉀-41/鉀-39比值。為追溯這一異常信號的根源，研究團(tuán)隊(duì)逐一檢查了宇宙射線照射、巖漿過程等多種可能因素，證實(shí)撞擊事件改變了月幔的鉀同位素組成，造成鉀的虧損與同位素升高。在撞擊產(chǎn)生的瞬時高溫高壓過程中，較輕的同位素（如鉀-39）往往優(yōu)先逃逸，導(dǎo)致殘余物質(zhì)中同位素比值升高。揮發(fā)分的丟失很可能抑制了月球背面后期的火山活動，從而為理解月球正背面不對稱的地質(zhì)演化歷史提供了關(guān)鍵線索。