記者7日從中國科學院地質與地球物理研究所獲悉，利用嫦娥六號月背樣品，該所林楊挺研究員團隊首次揭示，在43億年前到28億年前期間，撞擊地月系統的小行星類型發生顯著變化：早期以非碳質小行星為主，而碳質小行星則在較晚時間“登場”。這一髮現為地球水的來源和太陽系軌道動力學演化提供了新制約。相關研究成果發表於《地球物理研究雜誌·行星》。
研究團隊從嫦娥六號月壤中分選出40個含微小金屬顆粒的撞擊碎屑，這些碎屑如同封存撞擊歷史的“時間膠囊”。根據共生的礦物組成，這些金屬被分為兩類：一類保存在玄武岩碎屑中，代表了玄武岩噴發之後近28億年以來積累的小行星碎片；另一類來自從其他地區濺射而來的更古老的月球高地斜長岩，記錄的撞擊事件可向前推至43億年前。
“小行星撞擊後殘留的鐵鎳金屬顆粒，就像獨特的地球化學‘指紋’，能夠告訴我們撞擊體來自哪一類小行星。”論文第一作者、中國科學院地質與地球物理研究所博士後劉小瑩介紹。分析表明，13個古老碎屑中的金屬顆粒主要對應內太陽系的普通球粒隕石和鐵隕石，碳質小行星型金屬佔比不足8%；而27個年輕碎屑中，碳質小行星來源的金屬比例升至約26%。這意味著在距今43億到28億年間，碳質小行星的撞擊貢獻顯著增加。
碳質小行星富含水和有機物，被認為是地球早期水的重要來源。然而，此次研究發現碳質小行星的撞擊具有“滯後性”：它們集中出現的時期較晚，此時太陽系撞擊通量已大幅衰減，這很可能限制了它們向地月系統輸送水和揮發分的總量。那麼，小行星類型為何發生轉變？研究團隊提出三種可能：巨行星軌道遷移將大量外太陽系碳質小行星散射入內太陽系；雅克夫斯基效應使碳質小行星軌道緩慢漂移；或大型碳質小行星碰撞解體，產生大量碎片。
“月球是最完整記錄地月系統撞擊歷史的天然檔案庫。”論文通訊作者林楊挺表示，未來通過採集月球上不同年齡區域的樣品，將能更加精細地刻畫小行星類型的演變規律，不僅深化對內太陽系撞擊歷史的認識，也為天體軌道動力學演化提供關鍵參數。
（中國科學院地質與地球物理研究所供圖）