■本报记者 胡珉琦

2004年，我国嫦娥探月工程正式立项。到今年，该工程实施正好迈过21个年头。

嫦娥工程在20年里完成了“绕”“落”“回”三步走的壮举。2024年6月，嫦娥六号带着1935.3克月背样品返回地球，是人类探月迈出的全新一步，也是我国建设航天强国、科技强国取得的又一标志性成果。

当时，中国科学院院士、中国科学院广州地球化学研究所（以下简称广州地化所）研究员徐义刚带领30多个平均年龄30岁出头的年轻人，接过其中3.5克月壤，开始了一次与时间赛跑的历程。最近，探寻月背火山活动奥秘的徐义刚团队接受了《中国科学报》采访。

定年是首要任务

对年轻人来说，第一次拿到月背样品的感觉就像触电一样刺激。月背样品对于所有人来说都是全新且未知的，而给样品定年是所有研究工作的起点。

嫦娥六号探测器在月球背面的南极-艾特肯盆地着陆，这里是月球最大、最深且最古老的盆地。该区域地质结构复杂，样品种类多样，是研究月球火山活动的天然实验场。而同时，复杂的来源与成因对分析测试手段提出了新挑战。

对任何一个未知的地质样品，确定形成时代（即年龄）和组成特征（相当于基因）是首要任务。徐义刚团队成立了4个小组，24小时轮班接力，经过100小时完成了这项工作。他们采用了超高空间分辨率“铅-铅”同位素定年技术，对样品中大小约3微米的含锆矿物进行了测年，同时将原位微区“铷-锶”同位素定年技术用于月球样品的定年工作。两种技术最终一致标定嫦娥六号低钛玄武岩的喷发年龄为28.3亿年。

这是来自月背的第一个确切年代学数据。徐义刚解释，美国阿波罗计划和苏联月球计划带回的正面火山岩样品年龄都在30亿年以前，而嫦娥五号返回月样将这一年龄推后到了20亿年前。月背样品的测年填补了中间长达10亿年的空白，也意味着月球背面同样存在年轻的火山活动。

月球上的玄武岩直接反映了月球过去活跃的岩浆活动，为了解月球内部结构及热演化历史提供了重要线索。通过分析嫦娥六号月壤样本中的玄武岩成分，研究团队发现其由极度亏损的锶-钕-铅同位素组成。

传统观点认为，月球背面的月壳较厚，抑制了月海玄武岩喷发，从而导致月球正面和背面的月海分布不对称。然而，月背南极-艾特肯盆地的月壳很薄，月海玄武岩依然稀少，这一问题始终无法解答。

徐义刚介绍，这一新发现说明，月球岩浆活动除了受月壳厚度影响外，月幔源区的物质组成也是非常重要的控制因素。尽管南极-艾特肯盆地具有薄月壳，但该盆地之下极度亏损的月幔难以发生显著规模的熔融，这就导致盆地内缺乏大规模的月海玄武岩喷发，为月球正面与背面月海玄武岩分布的二分性提供了新认知。

与时间“赛跑”

让人难以想象的是，团队完成上述一系列精确测年及分析研究工作用时竟不到20天。

月背样品于2024年8月24日19时抵达广州地化所，8月25日团队完成样品前处理，8月26日进行图像学处理，找到目标分析对象。一周内完成所有微区的数据采集工作。9月9日，他们向国家航天局探月中心提交研究报告。

值得一提的是，广州地化所与中国科学院地质与地球物理研究所在同一时间接到了研究任务，采取“背靠背”模式，各自独立开展相关研究，最终在同样高效的情况下，获得了一致的可靠数据。两个团队在9月先后将研究成果投到《自然》和《科学》，并于11月15日同时在线发表，展示了中国科研工作者在原位微区定年、原位微区同位素示踪等方面的研究实力。

“嫦娥六号月样攻关研究是一个在保质保量前提下跟时间赛跑的过程，充分体现了中国速度，也是中国科学家在实施有组织科研活动方面的一次有益尝试。”徐义刚感慨道。

自20世纪50年代开始，美国和苏联分别实施探月工程，开创了人类探索宇宙的新纪元，其技术突破和象征意义深刻影响了20世纪的科技、政治和文化格局。

中国是继美、苏之后第三个顺利从月球返回样品的国家，也是世界上唯一同时拥有月球正面和背面样品的国家，这对于系统研究和理解地-月系统的形成与演化至关重要。

徐义刚告诉《中国科学报》，嫦娥六号任务是中国深空探测从月球走向更远天体的关键跳板，其技术积累与科学成果将直接服务于未来的月球探测、火星采样、载人登月及星际探测，同时通过国际合作与资源开发，为人类可持续深空探索提供“中国方案”。

徐义刚表示，未来中国将聚焦月球南极探测、小行星取样返回和防御、月球科研站建设及火星取样返回等方向，构建“勘、采、用、驻”多维一体化的深空探测体系。