近日，中国科学院地质与地球物理研究所联合中国科学技术大学科研团队，依托嫦娥六号带回的月背月壤完成稀有气体同位素系统性分析，在国际顶级期刊《自然 – 地球科学》刊发重磅成果，首次通过实物样品证实地球磁层具备 “调速器” 作用，完整解开月球正反面太阳风环境长期存在系统性差异的科学谜题。

太阳风是太阳持续喷射的高速带电粒子流，月球无大气与磁场保护，太阳风粒子可直接嵌入月壤颗粒，氦、氖、氩、氪、氙等化学性质稳定的稀有气体，如同天然时空档案，永久记录亿万年来太阳风的入射速度、能量与深度特征。长期以来，学界通过嫦娥五号、阿波罗月球正面样品观测到月壤气体分布异常，但因缺少月背实物样本，始终无法确认差异成因，地月空间相互作用机制存在关键空白。

嫦娥六号任务实现人类首次月背南极 – 艾特肯盆地采样，取回 1935 克月壤，为正反月壤对照研究提供独一无二的实验材料。科研团队运用激光阶段升温、全熔提取高精度检测技术，对比嫦娥五号正面、嫦娥六号背面月壤中氪、氙重稀有气体释放规律，观测到明确区分特征：嫦娥六号月背样品稀有气体仅呈现高温单峰释放，证明太阳风粒子能量高、注入月壤颗粒更深；嫦娥五号正面样品呈现高低温双峰释放，存在大量浅层低速太阳风粒子印记。

研究团队揭示核心机制 —— 地球磁层天然 “调速器” 效应：常态太阳风速度约 400 公里 / 秒，月球绕地公转穿越地球磁鞘时，地球磁层会阻挡、削弱粒子流，将太阳风大幅减速至 200 公里 / 秒左右；低速粒子仅覆盖月球正面，浅层嵌入月壤；月球背面永久背对地球，完全脱离磁层遮蔽，持续接收未减速的原生高速太阳风，粒子渗透深度显著更大。

定量测算显示，嫦娥五号月球正面着陆区域约 25% 的太阳风照射周期受减速粒子影响，嫦娥六号月背着陆区全程不受该效应干扰。离子注入模拟实验进一步验证，200 公里 / 秒低速太阳风粒子可与陨石、彗星撞击物质充分混合，完美匹配月球正面月壤物质混合特征，完整印证磁层调速机制的长期作用。

该成果具有多重里程碑科学价值。其一，填补月背太阳风观测实物证据空白，完善日 – 地 – 月耦合空间环境理论体系；其二，提出全新古地磁研究路径：月壤封存的稀有气体同位素指纹，可作为重建远古地球磁层边界、追溯地磁场演化的 “化石记录”；其三，为月球空间风化、月表挥发分演化、深空辐射环境评估提供关键基础数据，支撑未来载人登月、月球科研站规划建设。

论文第一作者、中科院地质地球所张徐航表示，此次研究依托我国探月工程双份月壤样品实现突破性对比观测，直观证明地磁场持续调控地月之间太阳风传输，刷新人类对地月系统相互作用的认知。未来团队将持续深挖嫦娥六号月壤数据，围绕远古太阳活动、地磁演化开展更深入跨学科研究，持续释放探月工程科学价值。