在人类探索月球的宏大征程里,此前借助 6 次 Apollo 任务、3 次 Luna 任务以及 1 次嫦娥五号任务,从月球表面获取了 380 余公斤的样品。但值得注意的是,这些样品无一例外全部来自月球正面。而中国的嫦娥六号任务则创造了历史,首次实现人类从月球背面采样的壮举,成功带回 1935.3 克珍贵的样品。
此次嫦娥六号采样任务的着陆点处在月球背面的南极 - 艾特肯盆地。其采样点位于该盆地内部阿波罗撞击坑边缘区域,这里的月壳极为单薄,有很大希望揭示月球背面早期撞击盆地的初始物质。
嫦娥六号的样品不但涵盖了记录火山活动历史的玄武岩,还掺杂着来自其他地区的非玄武质物质。这些样品恰似月球远古时期的“传信使者”,为我们探究月球早期的撞击历史、月球背面的火山活动以及月球内部物质构成提供了关键的第一手资料。 嫦娥六号样品呈现出较低的密度,这表明其结构较为疏松,孔隙率较高。对颗粒进行分析后发现,月壤的粒径呈双峰式分布,这暗示着样品或许经历了不同来源物质的混合作用。和嫦娥五号的样品相比,此次的样品中斜长石的含量大幅增加,而橄榄石含量明显减少,这表明该区域的月壤显著受到了非玄武质物质的影响。
此外,嫦娥六号采集到的岩屑碎片主要由玄武岩、角砾岩、粘结岩、浅色岩石以及玻璃质物质组成。其中,玄武岩碎片占总量的 30%至 40%,其矿物主要为辉石、斜长石和钛铁矿,橄榄石含量极少。角砾岩和粘结岩是由玄武岩碎屑、玻璃珠、玻璃碎片以及少量的斜长岩和苏长岩等浅色岩石碎屑物质构成,进一步彰显了样品来源的复杂性。 矿物学分析表明,嫦娥六号月壤样品的主要物相组成为斜长石(32.6%)、辉石(33.3%)和玻璃(29.4%),这里面玻璃的含量接近阿波罗样品的下限。此外,样品中还检测到少量的斜方辉石,这暗示了非玄武质物质的存在。从地球化学分析来看,嫦娥六号样品中的铝氧化物和钙氧化物含量较高,而铁氧化物含量相对较低,这与月海玄武岩和斜长岩混合物的特征相符。此外,样品中的钍、铀和钾等微量元素含量明显低于 KREEP 玄武岩,与位于月球正面风暴洋克里普地体中的阿波罗任务和嫦娥五号任务的样品有着巨大的差异。
嫦娥六号带回的月球背面的样品,无疑如同月球科学研究领域中一颗闪耀的明珠。这些样品不但填补了月球背面研究在历史上的空白之处,还为我们探究月球早期的演化、背面的火山活动以及撞击历史给予了直接的证据,同时也为理解月球背面与正面的地质差异开启了全新的视角。