明查｜法國公佈中美兩國獲得的月壤成分發現不像同一個月球？

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–  網傳說法所用餅狀圖實際出自中國學者在2022年發表於國際權威學術期刊Joule的論文——「Extraterrestrial Photosynthesis by Chang‘E-5 Lunar Soil」 （利用嫦娥五號月壤實現地外光合成），與法國無關。這項研究指出嫦娥五號月壤樣品是最年輕的月海玄武岩，其成分相較過往樣品的催化效率有數量級的提升，或可通過地外人工光合成技術，助力人類適應月球極端環境。

–  這項研究並沒有如網傳說法所述質疑兩國樣品的真實性，且網傳說法中物質顆粒、水含量等信息均與科學研究數據不符。可見網傳說法不實。

–  嫦娥五號月球樣品地質定年將月球火山活動結束時間推遲了約8億年，與阿波羅樣品相比，嫦娥五號月壤樣品的物性參數和主要顆粒構成都比較類似，但礦物和化學組成確實略有不同。

–  網傳月壤樣品摻假的說法沒有科學依據。如果用一個多邊形覆蓋除嫦娥五號之外的前9次采樣點，其面積僅佔月球表面的4.4%，月球表土還有很多樣品需要採集研究。近期，嫦娥六號月球探測器已經完成世界上首次位於月球背面的南極—艾特肯盆地采樣並返回，未來月球探索或有更多發現。

事件背景

近日，中外社交平台廣泛流傳一個說法稱，法國公佈了從中美兩國獲得的月壤成分分析圖，相似度不足25%，僅個位數元素相似，「要麼美國給其他國家的月壤摻了假，要麼月壤本身就是假的。」「不太像同一個月球。」「中國的月壤有水和玻璃狀顆粒而美國沒有。」

明查

法國公佈中美兩國月壤成分分析圖？

2023年4月，法國總統馬克龍訪華之際，中國將1.5克嫦娥五號採集的科學用月球樣品贈與法國，隨後，這份樣品被收藏於法國國家自然歷史博物館。據法國博物館2023年6月20日的聲明，「將在未來5到7年內與法國國家航天研究中心（CNES）、法國國家科學研究中心（CNRS）、巴黎地球物理研究所（IPGP）和巴黎索邦大學聯合研究這份贈送的樣品。」

然而，沒有官方信息顯示法國公佈了網傳中美對比數據。事實上，這張數據對比餅狀圖及「不足25%」說法曾於2022年由平台身份認證為中科院生物學博士的科普博主李雷發佈，他在「為什麼中美的月壤截然不同？」這篇個人帖文中引用了國際期刊論文及相應圖片，表示，「用一個說法，就是中美月壤成分相似度不足25%。我們的解釋是，中美採集月壤的地方不同，我們採集的月壤更年輕。」此外，原帖著重強調了「這裏沒有懷疑美國月壤造假或者贈送我國假月壤」。

該帖引用的論文實為2022年發表於國際權威學術期刊Joule的 「Extraterrestrial Photosynthesis by Chang‘E-5 Lunar Soil」（利用嫦娥五號月壤實現地外光合成），南京大學姚穎方教授、香港中文大學（深圳）王璐助理教授、朱熹助理教授、塗文廣科研助理教授為論文共同第一作者。中國科技大學熊宇傑教授、南京大學周勇教授、中國科學院鄒誌剛院士是論文的共同通訊作者。

這項研究指出月壤中一些成分可作為催化劑，在太陽光作用下，將水和二氧化碳轉化為氧氣和燃料。其採用機器學習等方法，對月壤材料結構進行了多次分析，明確嫦娥五號月壤中主要的晶體成分大約有24種，其中作為人工光合成的催化劑有鈦鐵礦、氧化鈦、羥基磷灰石以及多種鐵基化合物等8種。同時，月壤表面具有豐富的微孔和囊泡結構，這種微納結構進一步提高了月壤的催化性能。

原文稱，「令人驚訝的是，嫦娥五號的粉末X射線衍射（PXRD）圖樣與阿波羅數據（編號12041）截然不同。」 研究團隊稱：二者相較之下，嫦娥五號樣品是最年輕的月海玄武岩樣品，富含鐵基和鎂基組分，但缺少矽基和鋁基組分。這部分內容旨在通過對比強調：嫦娥五號月壤成分的不同使其催化效率有數量級的提升，而且表現出更好的選擇性。在結論中，研究團隊提出了利用月壤實現地外人工光合成的策略與步驟，該研究為建立適應月球極端環境的原位資源利用系統提供了潛在方案。

需要指出的是，研究團隊在文中提到的阿波羅月球樣品（編號12041）由阿波羅12號採集，其X射線衍射模態分析結果顯示的是月壤中的礦物質丰度，並非網傳的化學元素，該對比也不代表嫦娥五號與阿波羅的所有月球樣品之間的整體比較結果。另外，與網傳說法正相反，阿波羅12041樣品中含有約三分之一的玻璃，且阿波羅計劃的多次採集樣品成分中，玻璃的佔比都不容忽視。

由美國國家航空航天局資助的月球與行星研究所整理的阿波羅計劃所有月球樣品一般成分圖表。截圖中可見在不同樣品中玻璃都有一定佔比。

由此可見，不論是博主李雷的帖文還是論文本身都不存在質疑中美月球樣品真實性的內容。而嫦娥五號與阿波羅採集的月球樣品之間的比對亦有其他學術依據。

嫦娥五號與阿波羅採集樣品有何異同？

嫦娥五號月球樣品有迄今為止最年輕的玄武岩岩屑。從採集位置來看，嫦娥五號與阿波羅11號、12號、15號、17號都著陸在月海，主要岩石類型都是玄武岩。不過，目前為止，阿波羅計劃與蘇聯月球號已完成的前9次采樣主要集中於月球正面的低緯度地區，而嫦娥五號著陸點（月球正面中緯度地區，西經51.92度，北緯43.06度）位於月球風暴洋東北部的玄武岩平原，而這片區域正是學界多項研究公認的月球最年輕的玄武岩單元之一。

圖源香港大學與國際學者合作研究成果Long-lasting farside volcanism in the Apollo basin： Chang‘e-6 landing site，2024年5月刊於《地球與行星科學快報》

愛思唯爾（Elsevier，該公司旗下發行《柳葉刀》等權威期刊）旗下《地球與行星科學快報》2021年2月的一項研究指出，嫦娥五號著陸區有四大特點，「遠離阿波羅計劃的月球采樣區域，存在風暴洋克里普地體，存在最年輕的月海玄武岩之一，在夏普月溪附近」，其中，風暴洋克里普地體因其高釷含量而成為月球絕大部分低釷的表面上比較特殊的區域，具有較高研究價值。

論文Young lunar mare basalts in the Chang‘e-5 sample return region， northern Oceanus Procellarum原文截圖。

國際期刊《地球物理研究雜誌》2003年的一項研究Ages and stratigraphy of mare basalts in Oceanus Procellarum， Mare Nubium， Mare Cognitum， and Mare Insularum通過隕石坑大小-頻率分佈測量結果，表示在風暴洋區域中心一般會出現年輕的玄武岩，即靠近阿里斯塔克高原的位置。而阿里斯塔克，有國內研究指出，Lunar Prospector伽馬射線譜儀（GRS）對嫦娥五號月球樣品分析結果顯示，嫦娥五號著陸區被來自阿里斯塔克撞擊坑的濺射物所覆蓋。「嫦娥五號月壤中含有較阿波羅和月球號更為多樣的高地的濺射物以及玄武岩樣品。」

截取自中國地球物理學會行星物理專業委員會主辦的2021年全國行星大會摘要集《嫦娥五號著陸區可能的非月海物質：來自遙感的證據》

通過研究取自這片區域的樣品，中國科學家於2021年陸續在Nature發表了3篇文章，表明月球20億年前仍然存在火山活動。此前，阿波羅和蘇聯月球號採集的樣品主要形成於40億-30億年間。而嫦娥5號月壤中的玄武岩顆粒定年結果為20億年，這「填補了30億-10億年的空白區，從而更新了撞擊坑年代函數，提高了其對更年輕地質單元的定年精度。」

揭示嫦娥五號月球樣品形成年份的論文Two-billion-year-old volcanism on the Moon from Chang’e-5 basalts，2021年5月19日刊於Nature。

除此之外，對嫦娥五號的月球樣品特徵研究指出，「利用光學顯微鏡，對155 mg嫦娥五號月壤顆粒進行顯微光學成像，統計結果顯示，95%數量的月壤顆粒粒徑分佈在1.40~9.35微米（平均值3.96 微米），佔總質量95%的顆粒粒徑分佈在4.84~432.27微米（平均值49.80微米）。」粒度和分選性與阿波羅和月球號月壤樣品的變化範圍一致。

圖源Characteristics of the lunar samples returned by the Chang’E-5 mission，2021年10月14日刊於牛津大學出版社《國家科學評論》

2023年11月，中科院與西北大學聯合發表的文章《月球「土特產」：從阿波羅11號到嫦娥5號》引用Sci-tech arts on Chang’e-5 lunar soil（2022年9月13日刊於國際權威期刊Cell的子刊The Innovation）稱，與阿波羅和月球號月壤一樣，嫦娥五號月壤也由原生岩石碎片、角礫岩碎片、礦物碎片、玻璃和粘結物五種基本顆粒組成。原生岩石碎片主要是玄武岩，角礫岩也基本以表土角礫岩和衝擊熔融角礫為主，物質來源主要是本地玄武岩。這篇文章指出，「與阿波羅和月球號月壤樣品相比，嫦娥五號月壤樣品的物性參數和主要顆粒構成都比較類似，但礦物和化學組成略有不同。嫦娥五號月壤樣品輝石含量相對較高，斜長石含量相對較低，鋁和鈣含量較低，具有中等的鈦含量。」

最後，網傳說法不僅對月壤樣品的顆粒成分缺乏瞭解，也對月球水情況一無所知。2022年1月7日刊發於Science的論文給出了嫦娥五號對月球水的反射光譜分析結果，其中指出，嫦娥五號「著陸區風化層的估計水含量與阿波羅風化層樣本和軌道觀測中測得的水含量一致。與阿波羅風化層樣本相似，嫦娥五號著陸點風化層中的水可能主要因為太陽風」。

圖源In situ detection of water on the Moon by the Chang’E-5 lander，2022年1月7日刊發於Science

近期，嫦娥六號返回器安全著陸，實現世界首次月球背面的南極—艾特肯盆地采樣返回。新華社報導，6月28日，國家航天局在北京舉行探月工程嫦娥六號任務月球樣品交接儀式。經測算，嫦娥六號任務採集月球背面樣品1935.3克。在樣品安全運輸至月球樣品實驗室後，地面應用系統的科研人員將按計劃開展月球樣品的存儲和處理，啟動科研工作。這標誌著嫦娥六號任務由工程實施階段正式轉入科學研究新階段。

綜上所述，網傳說法所用餅狀圖實際出自中國學者在2022年發表於國際權威學術期刊Joule的論文——「Extraterrestrial Photosynthesis by Chang‘E-5 Lunar Soil」 （利用嫦娥五號月壤實現地外光合成），與法國無關。這項研究指出嫦娥五號月壤樣品是最年輕的月海玄武岩，其成分相較過往樣品的催化效率有數量級的提升，或可通過地外人工光合成技術，助力人類適應月球極端環境。

這項研究並沒有如網傳說法所述質疑兩國樣品的真實性，且網傳說法中物質顆粒、水含量等信息均與科學研究數據不符。可見網傳說法不實。

嫦娥五號月球樣品地質定年將月球火山活動結束時間推遲了約8億年，與阿波羅樣品相比，嫦娥五號月壤樣品的物性參數和主要顆粒構成都比較類似，但礦物和化學組成確實略有不同。

網傳月壤樣品摻假的說法沒有科學依據。《月球「土特產」：從阿波羅11號到嫦娥5號》作者表示，如果用一個多邊形覆蓋除嫦娥五號之外的前9次采樣點，其面積僅佔月球表面的4.4%。可見月球表土還有很多樣品需要採集研究。近期，嫦娥六號月球探測器已經完成世界上首次位於月球背面的南極—艾特肯盆地采樣並返回，未來月球探索或有更多發現。