2026年3月25日,国家自然科学基金委员会在2026中关村论坛年会开幕式上正式发布2025年度“中国科学十大进展”,这一榜单集中展现了我国2025年度基础研究取得的重大进展。我所作为第一完成单位的“嫦娥六号样品首次揭示月背演化历史和巨型撞击效应”研究成果成功入选。这是我所继“嫦娥五号月球样品揭示月球演化奥秘(2021年度)”、“祝融号巡视雷达揭秘火星乌托邦平原浅表分层结构(2022年度)”和“嫦娥六号返回样品揭示月背28亿年前火山活动(2024年度)”之后,第四次获此殊荣,持续书写我所行星科学研究的中国答卷。

由于被地球潮汐锁定,月球始终以同一面朝向地球,这一面被称为月球正面;而永远背对地球的那一面,则被称为月球背面。长期以来,通过遥感探测表明月球的正面和背面存在显著差异:正面地势相对平坦,拥有广阔的玄武岩平原(即“月海”);而背面则高地遍布,月海稀少,月壳也更厚。这种显著的不对称性,被称为月球的“二分性”,一直是月球科学的未解之谜。在嫦娥六号任务之前,人类对月球演化历史的认知几乎全部基于正面样品的研究,对月球背面了解仍是一片空白。
嫦娥六号任务实现了人类首次月球背面采样返回,为揭示这片神秘区域的演化历史提供了独一无二的样本。这些样品来自月球三大构造单元之一的南极—艾特肯盆地,它是月球最大、最古老的撞击坑,直径约2400千米。据估算,形成这个巨坑所释放的能量,相当于约2万亿颗原子弹同时爆炸。然而,这次巨型撞击的具体时间及其对月球产生的深远影响,始终是科学界悬而未决的关键问题。
2025年,中国科学院地质与地球物理研究所、广州地球化学研究所、国家天文台,中国地质科学院地质研究所和南京大学团队,通过对嫦娥六号样品的系统研究,取得了一系列首创性的关键进展:
(1)重塑早期撞击历史:识别出撞击成因的新型月球岩石,并精准测定南极—艾特肯盆地形成于42.5亿年前,同时限定了其内部阿波罗盆地的形成时间为41.6亿年前,这为人类理解太阳系早期大型撞击事件提供了更精确的“宇宙时钟”标尺,并揭示出月球早期撞击频率呈逐渐下降趋势,从而重塑了内太阳系早期撞击历史模型。
(2)揭示月幔“二分性”特征:通过28亿年前形成的月幔熔融产物——月海玄武岩的研究,首次获得月球背面月幔的水含量和化学组成特征。研究表明,背面月幔更“干”,锶—钕同位素组成更为亏损,铀—铅同位素比值也偏离正面月幔演化曲线。这直接表明南极—艾特肯巨型撞击直接改造了其深部月幔性质,将月球“二分性”从月球表层延伸至月幔。
(3)获得月球磁场新认知:首次获得月球背面古磁场信息,明确显示月球磁场强度在28亿年前曾发生反弹,而非此前认为的单调衰减,这表明当时月球深部仍保持显著热源,从而刷新人类对月球古磁场时空分布的认知。
这一系列成果具有里程碑意义:它不仅首次系统揭示了月球背面的演化历史,阐明了巨型撞击对月球内部结构和演化过程的深远影响,推动月球科学研究进入内外动力耦合的新阶段;也标志着我国在月球背面探索领域实现率先突破,为未来月球采样任务提供了关键科学参考,显著提升了我国在行星科学领域的国际影响力。

作为我国地球与行星科学研究的国家队,我所始终立足国家重大战略需求,深耕深空探测与行星科学研究领域,四次入选“中国科学十大进展”,既是对我所科研实力的充分肯定,也彰显了我所在行星科学领域的国内外影响力。未来,我所将继续面向国家重大战略需求,聚焦深空探测领域的关键科学问题,持续深化行星科学研究,充分利用嫦娥工程等深空探测任务获取的宝贵样品和数据,力争取得更多原创性成果,为建设航天强国、抢占科技制高点、实现高水平科技自强作出新的贡献。