明查｜法国公布中美两国获得的月壤成分发现不像同一个月球？

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- 网传说法所用饼状图实际出自中国学者在2022年发表于国际权威学术期刊Joule的论文——“Extraterrestrial Photosynthesis by Chang'E-5 Lunar Soil” （利用嫦娥五号月壤实现地外光合成），与法国无关。这项研究指出嫦娥五号月壤样品是最年轻的月海玄武岩，其成分相较过往样品的催化效率有数量级的提升，或可通过地外人工光合成技术，助力人类适应月球极端环境。

- 这项研究并没有如网传说法所述质疑两国样品的真实性，且网传说法中物质颗粒、水含量等信息均与科学研究数据不符。可见网传说法不实。

- 嫦娥五号月球样品地质定年将月球火山活动结束时间推迟了约8亿年，与阿波罗样品相比，嫦娥五号月壤样品的物性参数和主要颗粒构成都比较类似，但矿物和化学组成确实略有不同。

- 网传月壤样品掺假的说法没有科学依据。如果用一个多边形覆盖除嫦娥五号之外的前9次采样点，其面积仅占月球表面的4.4%，月球表土还有很多样品需要采集研究。近期，嫦娥六号月球探测器已经完成世界上首次位于月球背面的南极—艾特肯盆地采样并返回，未来月球探索或有更多发现。

事件背景

近日，中外社交平台广泛流传一个说法称，法国公布了从中美两国获得的月壤成分分析图，相似度不足25%，仅个位数元素相似，“要么美国给其他国家的月壤掺了假，要么月壤本身就是假的。”“不太像同一个月球。”“中国的月壤有水和玻璃状颗粒而美国没有。”

网传说法截图

明查

法国公布中美两国月壤成分分析图？

2023年4月，法国总统马克龙访华之际，中国将1.5克嫦娥五号采集的科学用月球样品赠与法国，随后，这份样品被收藏于法国国家自然历史博物馆。据法国博物馆2023年6月20日的声明，“将在未来5到7年内与法国国家航天研究中心（CNES）、法国国家科学研究中心（CNRS）、巴黎地球物理研究所（IPGP）和巴黎索邦大学联合研究这份赠送的样品。”

法国国家自然历史博物馆声明截图

然而，没有官方信息显示法国公布了网传中美对比数据。事实上，这张数据对比饼状图及“不足25%”说法曾于2022年由平台身份认证为中科院生物学博士的科普博主李雷发布，他在“为什么中美的月壤截然不同？”这篇个人帖文中引用了国际期刊论文及相应图片，表示，“用一个说法，就是中美月壤成分相似度不足25%。我们的解释是，中美采集月壤的地方不同，我们采集的月壤更年轻。”此外，原帖着重强调了“这里没有怀疑美国月壤造假或者赠送我国假月壤”。

该帖引用的论文实为2022年发表于国际权威学术期刊Joule的 “Extraterrestrial Photosynthesis by Chang'E-5 Lunar Soil”（利用嫦娥五号月壤实现地外光合成），南京大学姚颖方教授、香港中文大学（深圳）王璐助理教授、朱熹助理教授、涂文广科研助理教授为论文共同第一作者。中国科技大学熊宇杰教授、南京大学周勇教授、中国科学院邹志刚院士是论文的共同通讯作者。

网传图片出处论文截图

这项研究指出月壤中一些成分可作为催化剂，在太阳光作用下，将水和二氧化碳转化为氧气和燃料。其采用机器学习等方法，对月壤材料结构进行了多次分析，明确嫦娥五号月壤中主要的晶体成分大约有24种，其中作为人工光合成的催化剂有钛铁矿、氧化钛、羟基磷灰石以及多种铁基化合物等8种。同时，月壤表面具有丰富的微孔和囊泡结构，这种微纳结构进一步提高了月壤的催化性能。

原文称，“令人惊讶的是，嫦娥五号的粉末X射线衍射（PXRD）图样与阿波罗数据（编号12041）截然不同。” 研究团队称：二者相较之下，嫦娥五号样品是最年轻的月海玄武岩样品，富含铁基和镁基组分，但缺少硅基和铝基组分。这部分内容旨在通过对比强调：嫦娥五号月壤成分的不同使其催化效率有数量级的提升，而且表现出更好的选择性。在结论中，研究团队提出了利用月壤实现地外人工光合成的策略与步骤，该研究为建立适应月球极端环境的原位资源利用系统提供了潜在方案。

该研究中对两国月球样品对比结论截图

研究希望嫦娥五号这一发现能结合地外人工合成技术为探月带来更大帮助。

需要指出的是，研究团队在文中提到的阿波罗月球样品（编号12041）由阿波罗12号采集，其X射线衍射模态分析结果显示的是月壤中的矿物质丰度，并非网传的化学元素，该对比也不代表嫦娥五号与阿波罗的所有月球样品之间的整体比较结果。另外，与网传说法正相反，阿波罗12041样品中含有约三分之一的玻璃，且阿波罗计划的多次采集样品成分中，玻璃的占比都不容忽视。

由美国国家航空航天局资助的月球与行星研究所整理的阿波罗计划所有月球样品一般成分图表。截图中可见在不同样品中玻璃都有一定占比。

由此可见，不论是博主李雷的帖文还是论文本身都不存在质疑中美月球样品真实性的内容。而嫦娥五号与阿波罗采集的月球样品之间的比对亦有其他学术依据。

嫦娥五号与阿波罗采集样品有何异同？

嫦娥五号月球样品有迄今为止最年轻的玄武岩岩屑。从采集位置来看，嫦娥五号与阿波罗11号、12号、15号、17号都着陆在月海，主要岩石类型都是玄武岩。不过，目前为止，阿波罗计划与苏联月球号已完成的前9次采样主要集中于月球正面的低纬度地区，而嫦娥五号着陆点（月球正面中纬度地区，西经51.92度，北纬43.06度）位于月球风暴洋东北部的玄武岩平原，而这片区域正是学界多项研究公认的月球最年轻的玄武岩单元之一。

图源香港大学与国际学者合作研究成果Long-lasting farside volcanism in the Apollo basin: Chang'e-6 landing site，2024年5月刊于《地球与行星科学快报》

爱思唯尔（Elsevier，该公司旗下发行《柳叶刀》等权威期刊）旗下《地球与行星科学快报》2021年2月的一项研究指出，嫦娥五号着陆区有四大特点，“远离阿波罗计划的月球采样区域，存在风暴洋克里普地体，存在最年轻的月海玄武岩之一，在夏普月溪附近”，其中，风暴洋克里普地体因其高钍含量而成为月球绝大部分低钍的表面上比较特殊的区域，具有较高研究价值。

论文Young lunar mare basalts in the Chang'e-5 sample return region, northern Oceanus Procellarum原文截图。

国际期刊《地球物理研究杂志》2003年的一项研究Ages and stratigraphy of mare basalts in Oceanus Procellarum, Mare Nubium, Mare Cognitum, and Mare Insularum通过陨石坑大小-频率分布测量结果，表示在风暴洋区域中心一般会出现年轻的玄武岩，即靠近阿里斯塔克高原的位置。而阿里斯塔克，有国内研究指出，Lunar Prospector伽马射线谱仪（GRS）对嫦娥五号月球样品分析结果显示，嫦娥五号着陆区被来自阿里斯塔克撞击坑的溅射物所覆盖。“嫦娥五号月壤中含有较阿波罗和月球号更为多样的高地的溅射物以及玄武岩样品。”

《地球物理研究杂志》所刊论文截图

截取自中国地球物理学会行星物理专业委员会主办的2021年全国行星大会摘要集《嫦娥五号着陆区可能的非月海物质：来自遥感的证据》

通过研究取自这片区域的样品，中国科学家于2021年陆续在Nature发表了3篇文章，表明月球20亿年前仍然存在火山活动。此前，阿波罗和苏联月球号采集的样品主要形成于40亿-30亿年间。而嫦娥5号月壤中的玄武岩颗粒定年结果为20亿年，这“填补了30亿-10亿年的空白区，从而更新了撞击坑年代函数，提高了其对更年轻地质单元的定年精度。”

揭示嫦娥五号月球样品形成年份的论文Two-billion-year-old volcanism on the Moon from Chang’e-5 basalts，2021年5月19日刊于Nature。

除此之外，对嫦娥五号的月球样品特征研究指出，“利用光学显微镜，对155 mg嫦娥五号月壤颗粒进行显微光学成像，统计结果显示，95%数量的月壤颗粒粒径分布在1.40~9.35微米（平均值3.96 微米），占总质量95%的颗粒粒径分布在4.84~432.27微米（平均值49.80微米)。”粒度和分选性与阿波罗和月球号月壤样品的变化范围一致。

图源Characteristics of the lunar samples returned by the Chang’E-5 mission，2021年10月14日刊于牛津大学出版社《国家科学评论》

2023年11月，中科院与西北大学联合发表的文章《月球“土特产”：从阿波罗11号到嫦娥5号》引用Sci-tech arts on Chang’e-5 lunar soil（2022年9月13日刊于国际权威期刊Cell的子刊The Innovation）称，与阿波罗和月球号月壤一样，嫦娥五号月壤也由原生岩石碎片、角砾岩碎片、矿物碎片、玻璃和粘结物五种基本颗粒组成。原生岩石碎片主要是玄武岩，角砾岩也基本以表土角砾岩和冲击熔融角砾为主，物质来源主要是本地玄武岩。这篇文章指出，“与阿波罗和月球号月壤样品相比，嫦娥五号月壤样品的物性参数和主要颗粒构成都比较类似，但矿物和化学组成略有不同。嫦娥五号月壤样品辉石含量相对较高，斜长石含量相对较低，铝和钙含量较低，具有中等的钛含量。”

最后，网传说法不仅对月壤样品的颗粒成分缺乏了解，也对月球水情况一无所知。2022年1月7日刊发于Science的论文给出了嫦娥五号对月球水的反射光谱分析结果，其中指出，嫦娥五号“着陆区风化层的估计水含量与阿波罗风化层样本和轨道观测中测得的水含量一致。与阿波罗风化层样本相似，嫦娥五号着陆点风化层中的水可能主要因为太阳风”。

图源In situ detection of water on the Moon by the Chang’E-5 lander，2022年1月7日刊发于Science

近期，嫦娥六号返回器安全着陆，实现世界首次月球背面的南极—艾特肯盆地采样返回。新华社报道，6月28日，国家航天局在北京举行探月工程嫦娥六号任务月球样品交接仪式。经测算，嫦娥六号任务采集月球背面样品1935.3克。在样品安全运输至月球样品实验室后，地面应用系统的科研人员将按计划开展月球样品的存储和处理，启动科研工作。这标志着嫦娥六号任务由工程实施阶段正式转入科学研究新阶段。

综上所述，网传说法所用饼状图实际出自中国学者在2022年发表于国际权威学术期刊Joule的论文——“Extraterrestrial Photosynthesis by Chang'E-5 Lunar Soil” （利用嫦娥五号月壤实现地外光合成），与法国无关。这项研究指出嫦娥五号月壤样品是最年轻的月海玄武岩，其成分相较过往样品的催化效率有数量级的提升，或可通过地外人工光合成技术，助力人类适应月球极端环境。

这项研究并没有如网传说法所述质疑两国样品的真实性，且网传说法中物质颗粒、水含量等信息均与科学研究数据不符。可见网传说法不实。

嫦娥五号月球样品地质定年将月球火山活动结束时间推迟了约8亿年，与阿波罗样品相比，嫦娥五号月壤样品的物性参数和主要颗粒构成都比较类似，但矿物和化学组成确实略有不同。

网传月壤样品掺假的说法没有科学依据。《月球“土特产”：从阿波罗11号到嫦娥5号》作者表示，如果用一个多边形覆盖除嫦娥五号之外的前9次采样点，其面积仅占月球表面的4.4%。可见月球表土还有很多样品需要采集研究。近期，嫦娥六号月球探测器已经完成世界上首次位于月球背面的南极—艾特肯盆地采样并返回，未来月球探索或有更多发现。