近日，2025年大阪·关西世博会（以下简称大阪世博会）正式开园。

其中，中国馆以“共同构建人与自然生命共同体——绿色发展的未来社会”为主题，以“天人合一”“绿水青山”“生生不息”为叙事脉络，传递出浓厚的中国传统文化。

馆内展出有中国国宝级出土文物复制品和以“二十四节气”为主题的多媒体动态影像灯。不过最受瞩目的当数由嫦娥五号和嫦娥六号带回的月球土壤样品，这也是人类首次零距离对比展出月球正面与背面的月壤。

那么，月球正面与背面的月壤为什么如此珍贵？它们揭示了月球的哪些秘密？

（图源“中新社”）

月球正面月壤将月球火山活动延长8亿年

月球表面的物质主要由岩石和月壤组成，与地球表面构成相似。

月壤是月球表面的细粉状风化物质，由陨石撞击产生的溅射物和行星陨石碎片组成。它包含来自月球地壳的微小颗粒，以及与月球环境相互作用形成的化学元素和化合物。

由于月球没有大气层，在数十亿年间遭受无数小到微陨石和小行星的撞击，月壤和尘埃暴露在太阳风和宇宙射线下，它们承载了关于外来撞击历史和宇宙空间环境变化的重要信息，是研究月球和太阳系演化历史的最佳样本。

中国探月工程自2004年启动实施，直至2020年，嫦娥五号从月球正面采集1731克月球样品返回地球；2024年，嫦娥六号带回人类首份1935.3克珍贵月球背面月壤。

到底月球上有没有水？月球上的矿产资源能不能为我们所利用？带着这些最朴素的科学问题，嫦娥五号搭载长征五号重型火箭，在2020年11月24日成功发射，并于28日进入预定的月球轨道，开启了中国首次地外天体采样返回之旅。

经过了三天的平稳绕行，嫦娥五号在月球风暴洋东北的吕姆克山附近的“天船基地”成功着陆。在地面专家的遥测指挥下，嫦娥五号顺利进行了19个小时的有序工作，收集表层月壤和深部岩芯样本，总质量达1731g。

嫦娥五号任务的采样点位于月球上风暴洋东北部的月海地区，这个区域是美国阿波罗和苏联月球采样任务未到达的最高纬度采样区，可能保留了月球最年轻的火山活动。

样品在被运输至月球样品实验室后，科研人员通过铀-铅同位素测年法分析发现，嫦娥五号玄武岩样品的年龄为20.3亿年，比阿波罗和苏联月球任务带回的样品年轻了8-10亿年，证实了月球火山活动持续的时间更长。

同时，研究发现，嫦娥五号玄武岩的月幔源区并不富含放射性元素和水，排除了过去的“克里普”元素富集假说和富水降低熔点假说。

（图源“新华社快看”）

月球背面同样存在火山活动

在嫦娥五号取得成功后，嫦娥六号肩负起新的使命，将目标转向月球背面。在这之前，人类共进行过10次月球采样：苏联3次，美国6次，以及我国嫦娥五号1次，均为月球正面。

嫦娥六号是嫦娥五号的备份，最初的目标也是月球正面采样。但随着嫦娥五号在月球正面成功采样并返回，嫦娥六号的目的地也发生了变化——月球背面。

这显然更具挑战性。一方面，人类对月球背面了解更少，月背采样面临更多无法预知的风险；另一方面，受到月球自身的遮挡，处于月背的探测器无法与地球直接通信。

尽管在采样过程中，嫦娥六号遇到了一些困难。但通过表取和钻取的配合，嫦娥六号仍然采集到了1935.3克月球背面样品。

这份月球背面采样来自南极-艾特肯盆地，这是月球上已知最大、最深、最古老的盆地。研究这里的地质构成、物质组成、演化历史，有助于了解月球的地质演化历史，揭示月球背面特有的地质构造和物质成分的差异，更全面地了解月球的地质演化历史。

在中国科学院广州地球化学研究所团队对月球背面月海低钛玄武岩进行分析后，首次揭示了嫦娥六号着陆区的火山活动时间为28亿年，证实了月球背面和月球正面同样存在年轻的火山活动。

此外，中国科学院地质与地球物理研究所也对嫦娥六号玄武岩岩屑样品开展了源区水含量的研究，结果显示嫦娥六号玄武岩的月幔源区水含量仅为1-1.5微克每克，是已知数据中的最低值，指示嫦娥六号玄武岩的月幔源区比月球正面月幔更干燥，其原因可能是月球南极艾特肯撞击事件改造了月幔源区的水。

和正面相比，月球背面是个被地球关怀更少、受太阳折磨更狠的地方。假如未来要在月球建立科考基地的话，能源、水和氧气这些资源信息都是需要摸清的，所以通过月壤来了解正面和背面的差异，不光是具有学术上的意义，更具有实际意义。

嫦娥六号任务是中国航天史上迄今为止技术水平最高的月球探测任务，实现了“三大技术突破”和“一项世界第一”，即突破了月球逆行轨道设计与控制技术、月背智能采样技术、月背起飞上升技术，实现了世界首次月球背面自动采样返回，创造了中国航天的世界纪录。

此外，还有两个好消息：

1.嫦娥七号预计在2026年前后发射，将对月球南极环境和水冰资源进行勘察探测；嫦娥八号预计在2028年前后发射，将开展月面科学试验和资源开发利用技术验证。

2.当前已开展研制第一台在月球“打砖”的机器。它可以把太阳能聚集起来工作，产生1400至1500度的高温把月壤熔融。这样可以“就地取材”，通过3D打印技术将月壤“打印”成不同规格的“月壤砖”，并用于未来建造月球科研站。

参考资料：

[1]月壤样品揭示20亿年前月球磁场信息[J].科学大观园,2025(03).

[2]银晟.探月工程下一步怎么走[N].经济日报,2025-04-20(005).

[3]大阪世博会中国馆亮相[N].北京商报,2025-04-11(008).

记    者：叶家余

编    辑：卢婷婷

主    编：陈    鑫

总编辑：余师亮

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