科技日报记者 陆成宽
太阳风如何在月球上“留痕”？嫦娥五号月壤给出关键答案。记者2日从中国科学院地质与地球物理研究所获悉，通过分析嫦娥五号月壤中的斜长石颗粒，来自该所等单位的科研人员首次揭示了太阳风与月球表面相互作用的关键机制，为理解月球挥发分的分布及太阳演化提供了新线索。相关研究成果在线发表于《地球与行星科学通讯》杂志。
月壤长期暴露于太阳风中，如同“天然档案库”，保存着太阳风带来的氦、氖、氩等稀有气体。但这些气体在月表的“旅程”并不简单，它们注入月表后可能经历扩散、溅射等复杂过程，导致其成分与原始太阳风存在差异。“以往对美国阿波罗月壤样品的研究已发现类似差异，但这种差异究竟源于太阳本身变化，还是月球表面后期改造所致，一直是个谜。”论文通讯作者、中国科学院地质与地球物理研究所研究员贺怀宇告诉记者。
在这项研究中，科研人员从嫦娥五号月壤中精选出36颗高纯度斜长石颗粒进行了深入分析。他们发现，嫦娥五号月壤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，但仍与初始太阳风成分有差异。进一步研究显示，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。
基于此，科研人员提出了一个三阶段模型来解释月球表面稀有气体的行为——太阳风及宇宙射线注入、局部热扩散以及再次被辐照。该模型表明，太阳风注入与气体逃逸是相互关联的过程：一部分轻元素在撞击时可能因矿物微损伤而瞬间释放，进入月球外逸层；微陨石撞击和昼夜温差则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。
贺怀宇表示，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，更提示利用月球样品重建太阳风历史时，需先校正这些分馏效应，才能更准确追溯太阳演化轨迹。研究为理解无大气天体与太阳风的相互作用提供了新框架，也为探索行星挥发物起源打开新视角。
（中国科学院地质与地球物理研究所供图）
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