月球正面与背面的演化差异，是长期悬而未决的科学谜题。

我国科研人员通过对嫦娥六号月球背面样品的高精度钾同位素分析，首次揭示南极-艾特肯盆地撞击事件导致了月幔中的中等挥发性元素丢失，为理解大型撞击对月球演化的影响及揭示月球“二分性”成因提供了重要依据。

“高精度同位素分析就像‘地质侦探’，能通过捕捉同位素比值的微小变化，还原撞击事件留下的痕迹。”中国科学院地质与地球物理研究所研究员田恒次介绍，钾、锌、镓这类中等挥发性元素，在撞击产生的高温环境下容易挥发、分馏，其同位素组成就像“身份指纹”，能灵敏记录撞击时的温度、能量及物质来源信息。

自月球形成以来，小行星撞击塑造了遍布月表的撞击坑与盆地，并显著改变了月表的形貌与化学组成。然而，月球早期的大型撞击事件是否及如何影响月球深部，仍有待探究。2024年，嫦娥六号任务成功从月球最大撞击盆地南极-艾特肯盆地采回样品，为解开这一疑问提供了关键物证。

南极-艾特肯盆地撞击事件示意图。（中国科学院地质与地球物理研究所供图）

田恒次研究团队对毫克级嫦娥六号玄武岩单颗粒进行了高精度钾同位素分析，结果显示，与来自月球正面的阿波罗样品相比，嫦娥六号玄武岩具有更高的钾-41/钾-39比值。为追溯这一异常信号的根源，研究团队逐一检查了宇宙射线照射、岩浆过程等多种可能因素，证实撞击事件改变了月幔的钾同位素组成，造成钾的亏损与同位素升高。

在撞击产生的瞬时高温高压过程中，较轻的同位素如钾-39往往优先逃逸，导致残余物质中同位素比值升高。而这类挥发性元素的丢失很可能抑制了月球背面后期的火山活动，从而为理解月球正背面不对称的地质演化历史提供了关键线索。

相关成果已于北京时间1月13日凌晨发表于国际学术期刊《美国国家科学院院刊》。