?月球正背面表現(xiàn)出顯著的二分性，其正面以廣闊的月海為主，而背面則以崎嶇的高地和密集的撞擊坑為特征。地月系統(tǒng)特殊的位置關(guān)系和地球磁場(chǎng)的影響導(dǎo)致了這種二分性還涉及月球所處的空間環(huán)境?？臻g環(huán)境影響著月球表面的長(zhǎng)期演化過(guò)程。月球表面長(zhǎng)期直接暴露于太空環(huán)境中，持續(xù)受到微隕石、太陽(yáng)風(fēng)和宇宙射線的直接作用，這一系列過(guò)程被稱為太空風(fēng)化。樣品的太空風(fēng)化特征能夠敏感地記錄出空間環(huán)境上的差異，然而月球背面樣品證據(jù)的缺乏，使得我們尚不清楚月球的空間環(huán)境是否存在與其地質(zhì)地貌相似的二分性。
?近日，中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所月球樣品研究團(tuán)隊(duì)，在National Science Review（《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》）發(fā)表題為“Differences in space weathering between the near and far side of the Moon: Evidence from Chang’e-6 samples”的研究論文。研究團(tuán)隊(duì)從嫦娥六號(hào)任務(wù)的返回的首個(gè)月球背面樣品中發(fā)現(xiàn)了月球正背面的太空風(fēng)化差異，為月球空間環(huán)境的二分性提供了基于樣品的證據(jù)。
?研究團(tuán)隊(duì)采用原位聚焦離子束（FIB）制樣方法，從嫦娥六號(hào)鏟取樣品CE6C0400YJFM003中的細(xì)粒粉末提取樣品，涵蓋了包括硅酸鹽、硫化物和氧化物在內(nèi)的主要月球礦物（圖1），使用裝載了電子能量損失譜探測(cè)系統(tǒng)的高分辨透射電鏡對(duì)樣品進(jìn)行了納米級(jí)礦物學(xué)研究。通過(guò)對(duì)比來(lái)自月球正面的嫦娥五號(hào)樣品、阿波羅樣品以及無(wú)大氣小行星Itokawa樣品的太空風(fēng)化特征，研究了月球背面樣品與月球正面樣品、小行星樣品在太空風(fēng)化特征上的差異，分析了太陽(yáng)風(fēng)輻射和微隕石撞擊等空間環(huán)境變量在太空風(fēng)化過(guò)程中的相對(duì)貢獻(xiàn)。
圖1 嫦娥六號(hào)樣品主要礦物的二次電子（SE）圖像（黃色矩形表示進(jìn)行FIB制樣的位置）
?研究結(jié)果表明，嫦娥六號(hào)樣品中缺乏在月球正面樣品和小行星樣品中常見(jiàn)的由微隕石撞擊產(chǎn)生的氣相沉積層，僅在隕硫鐵表面的多孔區(qū)域觀察到不屬于基底礦物的元素富集。此外，嫦娥六號(hào)樣品中硅酸鹽礦物表現(xiàn)出更薄的非晶層、較低的太陽(yáng)風(fēng)軌跡密度，說(shuō)明嫦娥六號(hào)樣品暴露在太陽(yáng)風(fēng)中的時(shí)間更短；嫦娥六號(hào)樣品中含鐵礦物較大的納米鐵（npFe?）晶粒尺寸和較低的納米鐵（npFe?）密度表明太陽(yáng)風(fēng)輻射導(dǎo)致鐵元素的分離和聚集更為明顯。這些現(xiàn)象表明，盡管嫦娥六號(hào)樣品暴露在太陽(yáng)風(fēng)中的時(shí)間更短，但太陽(yáng)風(fēng)輻射在嫦娥六號(hào)樣品太空風(fēng)化過(guò)程中的貢獻(xiàn)相較于月球正面樣品更高（圖2）。
圖2 太陽(yáng)風(fēng)和（微）隕石撞擊在不同月球采樣點(diǎn)的相對(duì)影響。(a)太陽(yáng)風(fēng)在不同月球采樣點(diǎn)的相對(duì)影響。(b)（微）隕石撞擊在不同經(jīng)度的相對(duì)通量。(c)太陽(yáng)風(fēng)和（微）隕石撞擊在不同月球采樣點(diǎn)的相對(duì)貢獻(xiàn)。
?上述研究結(jié)果豐富了我們對(duì)無(wú)大氣天體表面各礦物在較短暴露時(shí)間內(nèi)如何響應(yīng)太空風(fēng)化的認(rèn)識(shí)，并為揭示月球空間環(huán)境如何驅(qū)動(dòng)太空風(fēng)化差異提供了關(guān)鍵指標(biāo)。此外，此研究為月球空間環(huán)境的二分性提供了基于返回樣品的證據(jù)，突出了空間環(huán)境變量在太空風(fēng)化過(guò)程中的關(guān)鍵作用，對(duì)理解太陽(yáng)風(fēng)輻射和微隕石撞擊如何協(xié)同塑造月球和其他無(wú)大氣天體的表面具有重要意義。
?該研究受到中國(guó)科學(xué)院院長(zhǎng)基金、中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所長(zhǎng)基金和中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)聯(lián)合資助。
論文信息：Jiarui Lin（林佳睿）,?Haiyang Xian（鮮海洋）*,Yiping Yang（楊宜坪）,Shan Li（李珊）,?Jiaxin Xi（席佳鑫）,Xiaoju Lin（林梟舉）,Yao Xiao（肖瑤）,?Shengdong Chen（陳生東）,Chenyi Zhao（趙晨藝）,Miaomiao Zhang（張苗苗）,?Akira Tsuchiyama,Jianxi Zhu（朱建喜）*,Hongping He（何宏平）,?and Yi-Gang Xu（徐義剛）,2025. Differences in space weathering between the near and far side of the Moon: Evidence from Chang’e-6 samples, National Science Review. https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf087
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