月壤研究揭示太阳系有机质演化史

记者从中国科学院获悉，近日，中国科学院地质地球所正高级工程师郝佳龙联合新墨西哥大学、长沙理工大学等单位科研人员，首次在嫦娥五号和嫦娥六号返回月壤颗粒表面系统识别出多种含氮有机质，并揭示其经历了“外源递送—撞击改造—太阳风持续加工”的演化过程。研究表明，月球不仅记录了小行星和彗星向内太阳系输送有机质的历史，也保存了这些有机物在无大气天体表面进一步被撞击和辐照改造的证据。

过去，科学界虽已在阿波罗月壤中发现碳和氮，但对月壤中是否存在含氮有机质，以及它们的具体形态、成因和保存机制，仍缺乏系统认识。本项研究中，科研人员选取嫦娥五号和嫦娥六号月壤颗粒，利用多种显微和谱学技术开展关联分析，系统追踪有机质的形态、化学键与官能团特征以及稳定同位素组成。

论文第一作者、地质地球所博士生董明潭表示，研究结果显示，月壤表面有机质主要以亚微米至微米尺度的颗粒状、附着状和包裹体状三类形态出现，内部往往含有月壤常见无机矿物颗粒；其化学组成以碳、氮、氧为主，整体呈无定形结构特征，部分样品中还识别出酰胺官能团特征。这说明，这些有机质并非简单的石墨化碳，而是经历了更复杂的化学重组过程。研究进一步发现，这些月球有机质的氢、碳、氮同位素整体上比碳质球粒陨石和小行星样品中已报道的有机质更“轻”，与撞击诱发的蒸发—冷凝和再沉积过程相符。这表明，小行星、彗星等外源天体撞击月球时，不仅将外源有机物输送到月球表面，还可能促使其分解、挥发、迁移，并在矿物表面冷凝形成新的含氮、含氧结构。