揭開嫦娥五號登陸地點月球土壤礦物組成和太空風化作用

中國科學院國家空間科學中心將嫦娥五號從登陸月球風暴洋北部年輕的地點，帶回1.73公斤的月球土壤。加上軌道遙感數據對嫦娥五號登陸區的地形地貌和物質成分進行大量研究，樣本分析推進對於月球年代學、月球晚期火山活動和岩漿演化機制的認識。

與大尺度的遙感觀察和精細的樣品分析不同，原位光譜探測可提供採樣區的局部背景資料，有利於探索未擾動和擾動狀態的月球土壤特性。嫦娥五號著陸器攜帶的月球礦物光譜儀獲取月球土壤可見的紅外線反射光譜，為探究月球土壤物質成分和太空風化作用提供重要的數據支持。

中國科學院國家空間科學中心太陽活動和太空天氣重點實驗室利用嫦娥五號月球礦物光譜儀，就地探測數據分析登陸點月球土壤的物質成分和成熟度，光譜參數研究顯示月球土壤中鐵鎂質礦物主要為單斜輝石，這與實驗室嫦娥五號樣品化學分析和軌道光譜分析結果一致。火箭吹掃和鏟取採樣前後月球土壤光學成熟度和亞微觀鐵未發生明顯變化，本研究為月球土壤表層經歷快速翻耕和充分混合作用提供光譜證據。

太空風化是無大氣天體上由微隕石撞擊和太陽風注入引起的光譜紅化和暗化的普遍現象。研究利用光譜斜率定性分析嫦娥五號登陸點月球土壤的成熟度，發現與嫦娥四號登陸點月球土壤相比，嫦娥三號和嫦娥五號登陸地區的月球土壤相對更不成熟，這可能與嫦娥三號和嫦娥五號登陸於年輕的隕石坑濺射有關。研究進一步計算光學成熟度和亞微觀鐵含量，發現火箭吹掃前後及鏟取前後的月球土壤成熟度沒有發生顯著變化，顯示嫦娥五號登陸地區月球土壤在鏟取深度（少於3厘米）以內經歷過等效的暴露歷史。這與美國太陽神登陸月球鑽取樣本的放射性核元素分析結果以及月球土壤翻耕模型模擬結果相吻合。該研究為月球土壤表層經歷快速翻耕和充分混合作用提供了光譜證據。

【圖：中國科學院國家空間科學中心；文：節錄自科學網頁；新聞資訊由林景明提供】研究全文將會刊登在2022年9月15日出版的《地球和行星科學快報》；標題是：Mineralogy and regolith maturity at the ChangʻE-5 landing site inferred from the Lunar Mineralogical Spectrometer