嫦娥六號月壤證實：地球磁場是月球正背面太陽風注入差異的幕后推手

月球正面和背面“曬太陽”的方式大不相同。利用嫦娥六號月背樣品，來自中國科學院地質與地球物理研究所等單位的科研人員，首次揭示了一個有趣現象：月球背面接收的太陽風粒子，比正面能量更高、注入月壤更深；而造成這種差異的幕后推手，正是地球磁層。相關研究成果在線發表于《自然·地球科學》雜志。

太陽風是太陽持續噴出的高速帶電粒子流。由于月球沒有大氣層保護，這些粒子會直接“撞”進月壤顆粒并永久封存。科學家通過分析月壤中氦、氖、氬等稀有氣體的特征，就能反推太陽風注入的歷史。然而，月球始終以同一面朝向地球，正面在運行中會反復穿越地球磁層，背面卻完全不受磁層影響。這種空間差異是否會導致正背面的太陽風注入截然不同？由于長期缺乏月背樣品，這個謎團一直無法解開。

嫦娥六號月背樣品為解決這一問題提供了契機。科研人員對嫦娥六號月壤進行了精細的稀有氣體分析，并與嫦娥五號帶回的月球正面樣品對比。結果顯示，嫦娥六號月壤的氖同位素組成非常特殊，其數值遠低于所有已知的正面樣品。這意味著，月球背面經歷了更極端的同位素分餾過程，較輕的氖同位素更容易“跑掉”。

正背面存在太陽風注入差異的直觀證據來自氪和氙這類更重的稀有氣體。在加熱實驗中，嫦娥五號正面樣品的太陽風來源稀有氣體在低溫和高溫階段都有釋放，呈現雙峰特征。而嫦娥六號月背樣品只出現一個高溫單峰。“這表明，正面月壤里有一部分太陽風粒子注入很淺，而背面的粒子整體注入得更深。”論文第一作者、中國科學院地質與地球物理研究所張徐航博士告訴記者。

為什么同一顆月球的兩面，接收到的太陽風能量不同？答案就在地球磁層。研究發現，當月球穿越地球磁層時，原本速度約400公里/秒的正常太陽風會被顯著減速到約200公里/秒。這股“慢速太陽風”只掃過月球正面，粒子能量低，注入淺；而背面始終暴露在未減速的太陽風中，粒子能量高，自然“扎”得更深。

張徐航表示，這項研究首次用實物證據證明，地球磁場對到達月球的太陽風起到了實實在在的“調速”作用；月壤中的重稀有氣體，或許還能成為重建遠古地球磁層邊界的“化石記錄”，為追溯地磁場演化提供了新思路。