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月球二分性是指月球正面和背面在形貌、成分、月殼厚度、巖漿活動多少等方面存在顯著差異，這種差異的形成機制尚有爭議，是困擾科學界數(shù)十年的問題。中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所田恒次研究員團隊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，以及月球二分性的成因提供了依據(jù)。相關(guān)研究成果在13日發(fā)表于國際學術(shù)期刊《美國國家科學院院刊》。

自月球形成以來，小行星撞擊塑造了遍布月表的撞擊坑與盆地，并顯著改變月表的形貌與化學組成。然而，月球早期的大型撞擊事件是否影響以及如何影響月球深部，仍有待研究。嫦娥六號任務(wù)采集的來自月球最大的撞擊盆地——南極-艾特肯盆地的樣品，為研究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)生的高溫條件下容易揮發(fā)、分餾，其同位素組成如同“指紋”，能夠反演撞擊過程中的溫度、能量及物質(zhì)來源信息，揭示撞擊規(guī)模、熱歷史及其對月殼和月幔物質(zhì)改造。

研究團隊對毫克級嫦娥六號玄武巖單顆粒進行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，研究團隊逐一檢查宇宙射線照射、巖漿過程等多種可能因素，最終證實很可能是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。撞擊導(dǎo)致的揮發(fā)性元素的丟失很可能改變了月球背面深部物質(zhì)的特性和演化歷史，這為理解月球正背面差異提供了關(guān)鍵線索。

（原載于《光明日報》?2026-01-14?08版）