太陽風如何在月球上“留痕”？嫦娥五號月壤給出關鍵答案。記者2日從中國科學院地質與地球物理研究所獲悉，來自該所等單位的科研人員通過分析嫦娥五號月壤中的斜長石顆粒，首次揭示了太陽風與月球表面相互作用的關鍵機制，為理解月球揮發(fā)分的分布及太陽演化提供了新線索。相關研究成果在線發(fā)表于《地球與行星科學通訊》雜志。
月壤長期暴露于太陽風中，如同“天然檔案庫”，保存著太陽風帶來的氦、氖、氬等稀有氣體。這些氣體在月表的“旅程”并不簡單，它們注入月表后可能經歷擴散、濺射等復雜過程，導致其成分與原始太陽風存在差異。“以往對美國阿波羅月壤樣品的研究已發(fā)現(xiàn)類似差異。但這種差異究竟源于太陽本身變化，還是月球表面后期改造所致，一直是個謎。”論文通訊作者、中國科學院地質與地球物理研究所研究員賀懷宇告訴記者。
在這項研究中，科研人員從嫦娥五號月壤中精選出36顆高純度斜長石顆粒進行了深入分析。他們發(fā)現(xiàn)，嫦娥五號月壤樣品保存的太陽風信號比阿波羅月壤樣品更接近原始狀態(tài)，但仍與初始太陽風成分有差異。進一步研究顯示，這種差異主要發(fā)生在太陽風注入月表的瞬間，由注入過程中的動力學質量分餾導致，而非后期改造。
基于此，科研人員提出了一個三階段模型來解釋月球表面稀有氣體的行為——太陽風及宇宙射線注入、局部熱擴散以及再次被輻照。該模型表明，太陽風注入與氣體逃逸是相互關聯(lián)的過程：一部分輕元素在撞擊時可能因礦物微損傷而瞬間釋放，進入月球外逸層；微隕石撞擊和晝夜溫差則會進一步促使氣體擴散逃逸，造成不同顆粒間氣體含量的顯著差異。
賀懷宇表示，這項成果不僅闡明了太陽風如何塑造月球外逸層和揮發(fā)分的分布，更提示利用月球樣品重建太陽風歷史時，需先校正這些分餾效應，才能更準確追溯太陽演化軌跡。研究為理解無大氣天體與太陽風的相互作用提供了新框架，也為探索行星揮發(fā)物起源打開新視角。
