嫦娥五号月壤解密：太阳风如何在月球“留痕”
通过分析36颗来自月球高纯度斜长石颗粒，中国科学家首次看清了太阳风在月球表面“刻字”的完整过程。
月球表面，太阳风以每秒数百公里的速度持续冲击着，但肉眼无法直接看到这一过程。直到嫦娥五号带回月壤，这一现象才被科学家们以颗粒级精度解密。
中国科学院地质与地球物理研究所的研究人员从这些月壤中精选出36颗高纯度斜长石颗粒进行分析，揭示了太阳风在月球表面“留痕”的三个关键阶段。
01 天然档案库
月球表面没有大气保护，太阳风携带的带电粒子如氦、氖、氩等稀有气体，长期直接撞击月壤。月壤因此成为了保存这些太阳风成分的“天然档案库”。
与地球不同，月球上的这些气体没有消失，而是被记录在月壤矿物中。
更具体来说，在月球上最丰富的矿物长石对气体扩散高度敏感，成为了科学家研究太阳风注入过程的“灵敏探测器”。
嫦娥五号着陆点温度比阿波罗任务区低约20K，这种相对寒冷的环境更有利于气体保存。
02 三阶段模型
研究团队通过分析，提出了一个解释月球表面稀有气体行为的三阶段模型。
第一阶段：太阳风及宇宙射线注入。太阳风粒子撞击月壤的瞬间，就已发生动力学驱动的质量依赖分馏。也就是说，较轻的元素在注入时会出现不同的行为特征。
第二阶段：局部热扩散。微陨石撞击及昼夜温差造成的短时高温促进了气体的释放与扩散过程。
第三阶段：再次被辐照。暴露在月壤表面的颗粒会重新获取太阳风和宇宙射线成分，而埋藏较深的颗粒则仅积累宇宙射线产生的气体。
这一模型表明，太阳风注入与气体逃逸并非独立过程，而是相互关联的。
03 嫦娥五号的独特优势
研究团队选取的36颗高纯度斜长石颗粒来自嫦娥五号带回的月壤。分析发现，嫦娥五号样品保存的太阳风信号比阿波罗月壤样品更接近原始状态。
这种差异不仅是位置的不同造成的。此前基于阿波罗样品的研究发现，月壤中的稀有气体丰度与现今太阳风的初始组成存在系统偏差。
过去科学家们一直难以判断：这种偏差究竟代表了太阳本身的变化，还是太阳风注入月表之后的二次改造？嫦娥五号样品提供了更清晰的答案。
04 阿波罗之谜的解答
嫦娥五号月壤不仅保留了更原始的太阳风信号，还解开了阿波罗月壤研究中的一个长期谜团。
以往对美国阿波罗月壤样品的研究发现，其成分与原始太阳风存在差异。但这种差异究竟是源于太阳本身的变化，还是月球表面后期改造所致，一直存在争议。
研究显示，这种差异主要发生在太阳风注入月表的瞬间，由注入过程中的动力学质量分馏导致，而非后期改造。
也就是说，太阳风在撞击月球表面时就已经发生了成分变化，并非到达后才被改变。
05 月球挥发物的运输机制
太阳风注入不仅改变了月球表面物质，还为月球挥发分的运输提供了重要机制。部分轻元素如氦、氖、氢等在注入瞬间，可能因矿物表面的晶格损伤而瞬时扩散，释放到月球外逸层中。
这一过程为月球外逸层中持续存在的太阳风来源气体提供了新的解释。这些挥发分可以从月球低温光照区被输送到月球极区冷阱中，成为极区挥发性物质的重要来源。
同时，微陨石撞击及昼夜温差会进一步促使气体扩散逃逸，造成不同颗粒间气体含量的显著差异。
06 研究的技术手段与意义
研究团队采用了多种先进技术进行分析，通过对稀有气体同位素比值结合宇宙暴露年龄的分析，首次明确了分馏发生在注入瞬间而非后期。
这项成果不仅阐明了太阳风如何塑造月球外逸层和挥发分的分布，也为利用月球样品重建太阳风历史提供了关键校正方法。
只有在校正相关分馏效应后，才能准确利用月球及其他地外样品评估过去太阳风的初始组成与太阳的演化趋势。
同一时间，中国的探月工程仍在持续推进。嫦娥六号样品的分析工作正在进行，它们来自月球背面，将帮助科学家们比较月球不同区域太阳风记录的差异。
嫦娥七号挥发分载荷团队也参与了此次研究，预示着未来任务将更加关注月球挥发分科学。随着中国探月工程“绕、落、回”全面成功，下一步将聚焦于月球的 “勘、研、建” ，不断丰富人类对月球乃至太阳系的认知。
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