ASD | 好想看看月壤长啥样！

2020年11月24日4时30分

长征五号遥五运载火箭点火升空

托举嫦娥五号探测器送入预定轨道

意味着人类时隔44年

再次从月球带回了岩石和土壤样品

上一次月球采样返回任务

是1976年苏联的月球24号

美国在阿波罗十一号成功登月之后，进行了6次发射任务，其中有5次都获得了成功，一共将12名宇航员送上了月球，带回来了382公斤的月球土壤。

中美两国于1979年1月1日正式建交；而就在这前夕的1978年，美国国家安全事务顾问布热津斯基访华时，为表示友好，向中国赠送了1克月岩。地质学家将1g月壤等分成两份，每份重量0.5g，一份用于研究，另一份用来展览。

如今，我们自己从月球带回1731克月壤！

北京时间2022年10月10 日，国际科学期刊《自然 · 通讯》（Nature Communications）在线发布我国嫦娥五号样品的一项研究成果。中国科学院国家天文台李春来、刘建军研究员领导的团队，结合嫦娥五号月球样品的实验室分析结果和遥感探测数据，解答了过去对月球晚期玄武岩遥感光谱解译的疑惑，纠正了月球晚期玄武岩独特遥感光谱特征的物质成分解译结果。

根据以往地基望远镜和月球轨道器遥感光谱数据的分析，普遍认为月球正面西部晚期月海玄武岩覆盖的区域富含橄榄石，这是约束月球晚期玄武岩成因的重要因素。然而该推论是否正确，由于缺乏实际样品的分析而无法证实。嫦娥五号成功着落于月球风暴洋东北部的玄武岩平原，返回样品的研究显示其玄武岩的年龄仅为20亿年，是月球上最年轻的玄武岩地层。嫦娥五号任务采集的月壤样品，作为从月球晚期玄武岩区域返回的唯一地面真值，为我们研究月球晚期火山活动提供了宝贵的机会。

基于此，中国科学院国家天文台李春来、刘建军研究员团队结合嫦娥五号月球样品的实验室分析结果和遥感探测数据（ASD FieldSpec 4），解答了过去对月球晚期玄武岩遥感光谱解译的疑惑，纠正了月球晚期玄武岩独特遥感光谱特征的物质成分解译结果。研究团队通过对返回月壤样品开展实验室光谱和X射线衍射分析，与以往获取的月球样品进行对比，并结合电子探针分析的数据结果，证明嫦娥五号月壤的光谱特征主要是由其富含的富铁高钙辉石引起，而非富含橄榄石所致。由于国外历次月海采样任务鲜有以富铁高钙辉石为主的月壤样品，加之富铁高钙辉石晶体结构的特点在光谱特征上与月球上常见的橄榄石光谱相近，导致了月球晚期玄武岩的遥感光谱被错误地解译为富含橄榄石。为了解决富铁钙辉石与富橄榄石月壤光谱的易混性，研究团队基于大量地面实测的橄榄石和辉石混合物光谱数据，提出了一种新的基于光谱参数判别月壤中橄榄石含量的遥感光谱反演方法，能够有效地解决月表富橄榄石区域和富铁钙辉石区域的区分和圈定问题，为利用遥感光谱数据探测月表主要矿物成分和分布提供了新的方法。

【结果】

嫦娥五号与LSCC土壤样品的光谱形状比较。

嫦娥五号样品与纯辉石、以前的月壤和玄武岩样品的光谱参数比较，以及月球矿物绘图仪（M3）轨道光谱。

【结论】

月表其他被认为是晚期玄武岩覆盖的区域与嫦娥五号着陆区有着相似的光谱学和地球化学特征（如铁、钛含量），这说明它们可能具有与嫦娥五号样品相似的岩石矿物学组成，都应是以富铁的高钙辉石为主，而非过去遥感光谱推测的橄榄石为主。结合月球晚期玄武岩的分布范围、持续时间及覆盖厚度的特点，晚期玄武岩的热源在强度上较弱，但可能在很大范围内长期稳定和活跃，形成该热源的机制可能包括月球表面厚风化层（megaregolith）的覆盖和地球与月球之间的潮汐作用。本研究对回答关于月球晚期玄武岩物质组成的问题，深化对月球热演化历史，特别是月球晚期火山活动特点的认识具有重要意义。