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3月21日,，中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究員陳意帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì),，通過嫦娥六號(hào)采回的月球背面月壤樣品研究，取得了一項(xiàng)重要突破,，確定了月球最古老,、最大的撞擊遺跡——南極-艾特肯盆地（SPA盆地）形成于42.5億年前，為太陽系早期大型撞擊歷史提供了初始錨點(diǎn),，對(duì)探索月球乃至太陽系早期演化具有重要的科學(xué)意義,。撞擊作用是天體形成與演化過程中最重要的外部動(dòng)力過程之一，內(nèi)太陽系天體經(jīng)歷了相似的撞擊歷史,。月球作為地球唯一的天然衛(wèi)星,，表面遍布大小不一的隕石撞擊坑，是太陽系撞擊的歷史印記,。其中,，直徑約為2500公里的巨型撞擊坑SPA盆地是月球最古老的撞擊“疤痕”，記錄了月球幼年時(shí)期遭受的巨大“創(chuàng)傷”,。SPA盆地的形成時(shí)間是月球演化歷史的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和撞擊歷史的起始錨點(diǎn),，可作為校準(zhǔn)太陽系撞擊史的黃金參照，亦可為火星,、水星等行星撞擊坑建立統(tǒng)一年齡標(biāo)尺,，是太陽系留給人類珍貴的“宇宙時(shí)鐘”。因此,，精確限定SPA盆地形成時(shí)間,，是國(guó)際深空探測(cè)領(lǐng)域長(zhǎng)期以來的首要科學(xué)目標(biāo)之一，也是月球科學(xué)研究領(lǐng)域中的最大“懸案”之一,。當(dāng)前,，主要有兩種方法對(duì)SPA盆地形成時(shí)間進(jìn)行推測(cè)。一是通過撞擊隕石坑統(tǒng)計(jì)法獲得的年齡范圍從42.6億年至大于43.3億年不等,；二是通過月球隕石樣品和采自月球正面的阿波羅樣品的樣品研究,，發(fā)現(xiàn)43.5億年至43.3億年發(fā)生過一次全月球的熱事件，推測(cè)為SPA大型撞擊事件,。但是,，人類從未獲得來自月球背面SPA盆地“第一現(xiàn)場(chǎng)”的樣品實(shí)證。此前，中國(guó)嫦娥六號(hào)任務(wù)返回采自月球背面SPA盆地內(nèi)部的月壤樣品,。這是人類最可能確定該盆地形成時(shí)間的一次機(jī)遇,。嫦娥六號(hào)著陸器位于SPA盆地內(nèi)部阿波羅盆地的月海玄武巖區(qū)。這一區(qū)域在SPA大型撞擊后,，經(jīng)歷多次撞擊和28億年的玄武巖噴發(fā)覆蓋,，導(dǎo)致嫦娥六號(hào)月壤蘊(yùn)含著不同時(shí)期的物質(zhì)碎片。遙感光譜數(shù)據(jù)和撞擊濺射模擬結(jié)果顯示,，SPA盆地和阿波羅盆地內(nèi)部的非月海物質(zhì)主體均為蘇長(zhǎng)質(zhì)巖石,，嫦娥六號(hào)月壤樣品可能捕獲來自阿波羅盆地、SPA盆地以及周邊區(qū)域其他撞擊坑的濺射物,，這些非月海物質(zhì)可能蘊(yùn)含著月球早期的撞擊密碼,。精準(zhǔn)破譯代表SPA盆地的撞擊密碼，成為限定該盆地形成時(shí)間的關(guān)鍵挑戰(zhàn),。該團(tuán)隊(duì)在5克月壤中分選出1600余顆大于200微米的巖屑,，基于細(xì)致的巖石學(xué)分類，挑選出20顆具有代表性的蘇長(zhǎng)質(zhì)巖屑顆粒,，開展巖石學(xué),、地球化學(xué)和年代學(xué)研究工作。研究發(fā)現(xiàn),，盡管這些蘇長(zhǎng)質(zhì)巖屑在全巖成分和礦物組成上與月球正面阿波羅樣品中的蘇長(zhǎng)巖一致,，但在礦物的主、微量元素成分上存在明顯區(qū)別,。極低的揮發(fā)性元素含量,、較高的Ni/Co比值和熔融殘留礦物均指示，這些蘇長(zhǎng)質(zhì)巖屑是撞擊熔巖且是一類新型的月球蘇長(zhǎng)巖,，被命名為南極-艾特肯蘇長(zhǎng)巖,。進(jìn)一步，研究通過巖屑中微?。?微米至5微米）含鋯礦物開展鉛同位素定年分析,，識(shí)別出42.5億年和38.7億年兩期撞擊事件。其中,，42.5億年蘇長(zhǎng)巖呈現(xiàn)不同的礦物粒度和結(jié)構(gòu),，同時(shí)礦物的主、微量元素從粗粒到細(xì)粒呈現(xiàn)明顯演化趨勢(shì),，表明它們來自同一撞擊巖漿池不同層位分離結(jié)晶的產(chǎn)物,。為追溯這一古老撞擊成因蘇長(zhǎng)巖的源區(qū)，研究基于447GB的遙感數(shù)據(jù),，開展SPA盆地內(nèi)部及周邊地區(qū)大范圍巖性填圖和溯源,，發(fā)現(xiàn)42.5億年蘇長(zhǎng)巖來自SPA盆地內(nèi)環(huán)的成分異常區(qū)。綜合以上證據(jù),，研究最終限定SPA盆地形成于42.5億年前,。這一成果證明，在太陽系形成后約3.2億年,，一次大型撞擊事件形成了月球最大的撞擊遺跡——SPA盆地,，為月球撞擊坑統(tǒng)計(jì)定年法提供了來自月背的初始錨點(diǎn)?；谠虑蛘鏄悠沸Ｕ淖矒羟€計(jì)算SPA盆地模式年齡與同位素定年結(jié)果基本一致,，表明月球早期正面和背面的撞擊通量大致相當(dāng)。同時(shí),，該研究確認(rèn)43.5億年至43.3億年的全月熱事件與SPA大型撞擊無關(guān),，為重塑月球早期一級(jí)演化序列提供了參考基點(diǎn)和科學(xué)依據(jù)。相關(guān)研究成果發(fā)表在《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》（National Science Review）上,。論文鏈接嫦娥六號(hào)蘇長(zhǎng)巖記錄42.5億年前月球南極-艾特肯大型撞擊事件