日前,中國探月工程嫦娥六號任務圓滿成功,實現世界首次月球背面采樣返回,帶回全人類第一抔月背樣品。
作為香港首支對月壤進行研究的團隊,香港大學在一年前獲得由中國探月工程嫦娥五號在2020年采集的月壤樣本,以研究月球的地質和熱演化歷史。
據香港大學地球科學系行星地質學家錢煜奇透露,目前團隊的研究已經獲取玄武巖中各類礦物主微量元素含量的初步數據,有望揭示該地區獨特的火山活動歷史。
近日,在趙國春院士等專家的支持下,錢煜奇所在團隊也正計劃申請嫦娥六號月背土壤,研究包括“月球正面與背面二分性”“月球深部物質組成”和“月球南極-艾肯盆地撞擊時間”等方向。
“這一年來,我們研究月壤的團隊逐漸壯大,越來越多年輕博士后和博士生加入進來,希望能持續參與相關研究。”錢煜奇說,事實將證明,香港的科研人員有能力參與到國家的探月工程乃至深空探測項目中。

香港大學申請到的嫦娥五號月壤樣品
港大月壤研究揭示獨特的火山活動歷史
錢煜奇與中國探月工程結緣已久,早在中國地質大學(武漢)求學時期,錢煜奇就曾多次參與國家探月工程,在導師肖龍教授指導下開展嫦娥五號著陸區的研究,后續更就相關話題發表了多篇論文。
在中國地質大學(武漢)攻博期間,錢煜奇曾有幸對第一批月壤研究樣品進行過研究。2023年初加入香港大學擔任博士后研究員后,錢煜奇在趙國春院士等老師的支持下,組建了月壤研究團隊。
香港大學獲得的嫦娥五號月球樣本共重822.6毫克,相關團隊將分析樣本以了解月球的地質和熱演化歷史。

香港大學地球科學系行星地質學家錢煜奇
“經過一年對嫦娥五號月壤的研究后,我們取得了初步進展。”錢煜奇告訴記者,在經歷一段時間的摸索和測試后,團隊便開始從嫦娥五號帶回的月壤中挑選出的玄武巖顆粒進行測試。錢煜奇所在的研發團隊已經主要完成了對玄武巖中含有的輝石、長石、鈦鐵礦、橄欖石以及磷灰石等礦物進行電子探針測試,并獲得了這些礦物主微量元素含量的初步數據。
“目前,我們正在進行數據的詳細分析,并將持續對該數據集進行深入研究。”據錢煜奇介紹,港大這次申請到的嫦娥五號月壤樣品比較特殊,某些顆粒相對較大,礦物顆粒較為粗大,這可能反映了月球玄武巖噴發過程較為緩慢的特點。
與此同時,錢煜奇他們還在月壤樣品中發現一些顆粒含有較細小的晶體,“這表明它們經歷了較快的冷卻過程”。“樣品中同時包含了冷卻速度較快和較慢的顆粒,這可能揭示了該地區獨特的火山活動歷史。”錢煜奇說。
嫦娥六號月壤樣品有望揭示月球“二分性”之謎
6月25日,錢煜奇正在韓國參加亞洲大洋洲地球科學學會年會,手機突然收到新聞彈窗。
在會議快結束的時候,向與會的中國人及其他參會人員分享了這個好消息:“嫦娥六號剛剛成功著陸于中國內蒙古的四子王旗,并帶回了月背的土壤樣本。”在場的外國科研人員紛紛表示祝賀。
“嫦娥六號月壤樣品最吸引我的地方,在于它來源于月球背面的南極-艾肯盆地東北部。”錢煜奇說,南極-艾肯盆地是一個巨大的撞擊坑,直徑約2200公里,幾乎相當于從中國廣東省到內蒙古自治區的距離。
在他看來,這樣一個巨大的撞擊事件對月球的整體演化產生了深遠的影響,包括可能促成了月球正面風暴洋克里普地體以及南極-艾肯盆地地體的產生,塑造了月球現今構造格局。
“然而在此之前,人類尚未獲得直接來自南極艾肯盆地的樣品。雖然有些隕石可能源自這一區域,但由于無法確定其確切來源,這些隕石并不能提供確鑿的信息。”錢煜奇說,在這樣的背景下,嫦娥六號的月壤樣品為人類提供了研究南極-艾肯盆地相關科學問題的獨特機會。

香港大學申請到的嫦娥五號月壤樣品
在嫦娥六號返回地球不久,中國科學院與港大的研究團隊合作發表了一篇論文,旨在探討嫦娥六號月壤樣品的科學價值。
“我們認為,嫦娥六號月壤樣品的最大貢獻之一在于它有助于解決月球正面與背面‘二分性’的問題。”錢煜奇解釋說,月球背面的火山活動不如正面活躍,其月殼相對月球正面的更厚,而且月球正面與背面的元素含量也有所不同。“這些差異究竟是由何種原因造成的?嫦娥六號月壤樣品有望為我們提供解答。”
錢煜奇告訴記者,港大已經開始著手準備申請嫦娥六號月壤樣品。鑒于嫦娥六號月壤樣品的多樣性,錢煜奇所在的團隊相信能夠同時對三個問題進行探究,包括月球正面與背面的“二分性”;月球深部物質的性質;月球南極-艾肯盆地撞擊事件的形成時間和歷史狀態。
“香港科研人員有能力參與國家深空探測項目”
中國月球探測工程自2004年立項,至今已經走過20個年頭。
2007年,我國第一顆繞月衛星嫦娥一號發射,開啟了我國月球探測工程的大幕。時任港大理學院院長郭新和其他三位來自香港的科學家,受邀參與了嫦娥一號繞月探測工程科學應用專家委員會,研究嫦娥一號任務采集的數據。其后,香港大學的科學家多次參與了國家月球探測工程的科學數據分析。
2023年開始,香港大學地球科學系研究團隊對嫦娥六號著陸區進行了研究,并在嫦娥六號發射當天在著名學術期刊《地球與行星科學通訊》發表了論文,這篇論文對嫦娥六號著陸區地質背景和火山噴發歷史進行了詳細分析。近日,該研究團隊又在著名學術期刊《天體物理學快報》上發表論文,對該地區的侵入型火山作用進行了研究,揭示該地區存在廣泛的巖漿侵入。這兩項研究將能幫助正在進行的嫦娥六號樣品分析,助力實現嫦娥六號任務科學目標。
錢煜奇認為,無論是參與探月工程,還是開展月壤研究,都有助于香港大學逐步建立起一支專業的月球科學研究團隊,從而吸引更多香港乃至全球的學生前來學習,培養出更多能夠參與到國家探月工程、航天事業的科學家,為國家的太空探索貢獻力量。

中國科學院楊蔚研究員在香港大學進行嫦娥五號樣品學術報告
月壤研究具備跨學科的潛力,也需要更多領域的專家。“事實上,我們已經注意到越來越多來自香港的研究人員對此表現出興趣。”錢煜奇說,有些學系更提出可以共享一些先進的儀器,為他們開展研究提供助力。
這一年里,香港大學月壤研究團隊已經壯大了不少。除了一開始加入、有豐富地質樣品研究經驗的趙國春院士、錢煜奇博士等外,陸續加入了很多年輕博士后和博士生。很多老師和學生都希望后續能參與到嫦娥六號樣品的研究中來,并計劃在未來持續參與相關工作。
“這也能夠讓香港市民看到,香港的科研人員有能力參與到國家的探月工程乃至深空探測項目中。”錢煜奇說。
南方+記者 陳彧
陳彧
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