月球作為內太陽系的重要天體，其表面保存著太陽系早期撞擊歷史的珍貴記錄。這些撞擊事件不僅塑造了月球的地貌，還為研究地球等天體的地質演化、生命起源以及天體軌道變化提供了關鍵線索。近日，中國科學院地球化學研究所的一項研究，通過分析嫦娥六號任務帶回的低鈦玄武巖樣品，為月球中晚期的撞擊歷史提供了新的制約。

小天體以高速撞擊行星表面時，會引發極端的高壓和高溫條件，形成撞擊坑，并導致巖石和礦物發生沖擊變質效應。科學家通過研究這些變質特征，尤其是高壓礦物相，能夠獲取撞擊過程中的壓力、溫度和時間等關鍵信息，從而定量驗證和還原天體的撞擊歷史。統計模型顯示，月球早期的撞擊頻率極高，隨后逐漸下降并趨于穩定。

此前，美國阿波羅計劃和蘇聯月球計劃采集的樣品中，缺乏形成于30億年以來的玄武巖。我國嫦娥五號任務雖采集了年齡約為20億年的玄武巖，但這些樣品中幾乎未包含撞擊過程的信息，導致月球中晚期演化階段的撞擊歷史缺乏有效約束。而月球背面的南極艾肯盆地，因其分布著數百萬個撞擊坑，成為研究外來小天體撞擊效應的理想區域。嫦娥六號在此采集的低鈦玄武巖樣品（噴發時間約為28億年），恰好填補了月球返回樣品年齡的空窗期，為研究這一時期的撞擊歷史提供了關鍵材料。

研究團隊在嫦娥六號低鈦玄武巖中發現了豐富的沖擊變質特征，包括含有高壓礦物相賽石英—斯石英—柯石英的二氧化硅顆粒、熔長石、沖擊熔融囊內的斯石英，以及沿裂隙生長的定向石英簇和輝石的成分振蕩環帶等。這些特征表明，樣品可能經歷了多次撞擊事件。

通過巖相學和礦物學分析，并結合冷卻速率計算，團隊推測這些沖擊變質特征可能形成于四次撞擊事件。其中，形成高壓礦物相熔長石和賽石英—斯石英—柯石英的撞擊峰值壓力約為30至40吉帕。進一步通過沖擊波物理模型計算，團隊確認這四次撞擊事件的撞擊體直徑約為百米級，撞擊月表時的速度在2至3.4公里每秒之間。

這些發現提示，在過去的28億年里，月球背面南極艾肯盆地內約5800平方公里的低鈦玄武巖區域，至少發生了四次百米級小行星的撞擊事件。結合嫦娥五號樣品的研究結果，團隊發現月球正面和背面返回樣品經歷的沖擊強度與月表隨機位置的月球隕石相當。這表明，在月球中晚期的演化過程中，其正面和背面遭受小天體撞擊的強度并無顯著差異。