月球的正面和背面，空间环境差别大吗？基地建在正面和建在背面，面临的挑战有何不同？2026 年 7 月，我国科研团队依托嫦娥六号带回的 1935 克月背土壤样本，给出了部分答案。详情发表在国际顶级期刊《自然 · 地球科学》。
团队通过分析月壤里稀有气体的"化学指纹"，证实了困扰科学界数十年的猜想：地球庞大的磁层会给太阳风减速，造成月球正面、背面遭受的宇宙粒子轰击强度天差地别，月壤这份天然宇宙档案，第一次完整记录下地月空间环境的半球差异。
太阳风的"记录员"
很多人只知道太阳发光发热，却不清楚它持续向外喷射高速带电粒子流，这就是太阳风。太阳风常态速度可达 400 公里 / 秒，一秒就能跨越北京到上海。地球有大气层和全球性磁场两层防护屏障，大部分太阳风粒子会被偏转、削弱；但月球既没有大气缓冲，也不存在全球磁场，数十亿年来，太阳风粒子直接撞击月壤，钻进矿物颗粒内部永久留存痕迹。
太阳风吹拂地月系统（概念图，非真实比例）。图库版权图片，转载使用可能引发版权纠纷
氦、氖、氪、氙这类稀有气体化学性质极稳定，几乎不会随风化、陨石撞击流失，是记录太阳风的绝佳载体。科研人员通过激光分步加热月壤，根据不同温度释放出的气体成分，就能反推亿万年间太阳风的速度、能量。过去人类仅有阿波罗、嫦娥五号采集的月球正面土壤，月球正反两面的太阳环境差异只能停留在理论推测。如今嫦娥六号从南极 - 艾特肯盆地取回月背样品，终于拿到关键实证。
科研团队对比嫦娥五号（正面）与嫦娥六号（月背）月壤样品中的稀有气体数据，得到两大核心线索：
第一是氖同位素比值。高速粒子撞击时，质量更轻的氖更容易流失，月壤里重氖占比会更高。嫦娥六号样品中，氖和重氖比值接近纯净高速太阳风标准数值，而所有月球正面样品比值都明显偏高，说明正面长期受低速粒子冲刷，同位素分馏效果更弱。
第二是氪、氙的释放温度。这类重气体很难在矿物里扩散，释放温度直接对应粒子钻入的深度。嫦娥五号月壤加热时，低温、高温区间都会释放氙，说明浅层、深层都留存太阳风粒子；嫦娥六号月壤只有高温段大量释气，证明月背太阳风穿透力更强。定量测算显示，月球绕地球一周的周期里，正面约 25% 时间会接触减速太阳风，月背则全程不受低速粒子影响。
"调速"揭示多重信息
造成这种半球差别的幕后推手，正是包裹地球的巨大磁层。磁层如同水滴状无形气泡，向外延伸几十万千米直达月球轨道。原生高速太阳风撞上磁层边界后，会进入磁鞘湍流区，速度从 400km/s 骤降到 200km/s。
月球每月会两次穿过磁鞘区域，此时只有朝向地球的正面会被低速粒子覆盖；背向地球的月背全程暴露在未减速的原生太阳风中。低速粒子动能不足，仅能停留在矿物表层；高速粒子冲击力更强，可深入矿物内部，离子模拟计算也完全印证了这套作用机制。
太阳风会被地磁场减速，进而对月球正面产生不同影响。图库版权图片，转载使用可能引发版权纠纷
这是人类首次依靠真实月壤实物，实锤地球磁层的"调速效应"，这项成果兼具理论与工程双重价值。
首先是月壤是记录古地磁的天然化石。不同地质年代地球磁场强弱变化，都会改变磁鞘的减速效果，永久留存于稀有气体同位素中。依靠正反两面样品对比，我们能反推数十亿年前地球磁层演化过程，弥补地球板块运动丢失的古地磁证据，解答早期地球如何依靠磁场锁住大气、孕育宜居环境。
其次是为月球探测工程提供精准环境依据。月背太阳风能量更高、持续辐射更强，未来月球科研站、载人登月的宇航服、设备都需要提升辐射防护标准；太阳风中的氢离子会和矿物结合生成微量月水，月背储水层埋藏更深，能给原位取水选址提供参考；同时氦 - 3 等核聚变资源在两面植入深度不同，资源评估也不能一概而论。
最后是完善太阳系行星基础理论。以往研究只依靠正面样品，低估了恒星风对无磁场天体的分异作用。如今拥有完整月背数据，我们可以修正月球挥发物分布模型，拓展到水星、无磁小行星，厘清恒星风如何长久塑造岩质星球表层物质循环。
结语
从阿波罗几十克正面月壤，到嫦娥五号、六号分处月球两端的完整样本，中国探月工程补齐了人类月球样品研究的关键拼图。一粒小小的月背尘土，让我们直观看见 38 万千米外地球磁场的深远影响。日、地、月三者的相互作用远比以往认知复杂，月球静静封存着太阳与地球共同书写的宇宙演化史，后续嫦娥系列探测还将持续开展采样与原位观测，挖掘更多藏在月壤里的空间秘密。
策划制作
作者丨肖龙 中国地质大学（武汉）教授
审核丨孙志斌 中国科学院国家空间科学中心研究员
策划丨江帆 高佩雯
责编丨王梦如
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