香香的?月壤中发现芳香有机物质

　　近期，我国科研团队对“嫦娥五号”任务带回的月壤样品中可能存在的有机质进行探查，发现“嫦娥五号”月壤样品中存在稠环芳香有机质。这是目前月壤中已知含量最高的复杂有机质。稠环芳香有机质是什么?为什么会在月球出现呢?让我们一起了解一下。

　　有机质从何而来?

　　稠环芳香有机质是一类由多个芳香环稠合而成的复杂有机化合物，属于多环芳香族化合物及其衍生物的范畴。这类物质通常在高温热解或不完全燃烧过程中形成，具有高度的化学稳定性和疏水性，不易在环境中降解。它们广泛存在于煤炭、石油、陨石、有机质富集的沉积物以及生物质燃烧残留物中。

　　不过，某些多环芳香族化合物具有致癌性和毒性，长期接触可能产生癌症、胎儿发育异常以及心血管疾病等健康问题。

　　稠环芳香有机质出现在月球上，可能是多种因素造成的。

　　首先，陨石和微流星体的外源输入是一个重要来源。月球长期暴露在太空中，表面不断受到陨石、微流星体以及宇宙尘埃的撞击。这些来自太阳系甚至星际空间的天体中，常常富含复杂有机化合物。尤其是碳质球粒陨石，其含有较高比例的稠环芳香类物质。在撞击月球表面时，部分有机质得以幸存并保留在月壤中，构成外源性有机物成分。

　　其次，太阳风和宇宙射线诱导的原位合成可能也在其中发挥了作用。由于月球缺乏大气层和磁场保护，其表面直接暴露于太阳风、紫外线及宇宙射线等高能辐射中。这些能量可诱导月壤中的碳、氢、氧、氮等元素发生复杂的辐射化学反应，形成芳香环结构，进一步生成稠环芳香有机质。相关实验研究已在地面模拟中验证了这一机制的可行性。

　　此外，还有一种可能性，即这些有机质是早期月球或地月系统形成时的残留物。部分有机物可能源于月球形成初期，或是地月大碰撞后遗留的物质，它们在月球冷却过程中被封存在岩石或玻璃体中，历经数十亿年保存至今。

　　最后，美国宇航局戈达德研究中心的地球化学家希瑟·格雷厄姆给出了另一种可能性，即航天时代以来人类在探索月球时留下了微生物。他认为人类是最有可能的微生物载体。

　　月球未必贫瘠

　　“嫦娥五号”采样点位于风暴洋地区(北纬43.1度，西经51.8度)，这是月球上一块较年轻的区域，玄武岩分布广泛，可能曾经发生过火山喷发或气体逸出等地质活动，有利于有机质的原位富集与长期保存。

　　“嫦娥五号”在月球背面发现稠环芳香有机质，挑战了人们长期以来对“贫瘠月球”的传统认知。过去人们普遍认为，月球表面缺乏复杂的有机化学过程。而此次发现表明，即使在缺水、无大气、强辐射的极端环境下，复杂的有机分子依然能够在月表保存，甚至可能原位形成。这拓展了人类对月球表面化学演化可能性的理解。

　　稠环芳香有机质的存在也说明，这类复杂有机物不仅存在于地球和陨石之中，也能在无生命的星体上长期稳定存在，从而进一步印证了有机分子在太阳系内广泛分布的假设，这对比较行星学和天体化学研究具有重要意义。

　　此外，作为生命起源的重要有机基础，此类物质的发现为地外生命探索提供了宝贵线索，支持了有机物可能通过小天体输送至地球或月球的“宇宙胚种论”。

　　值得注意的是，月球背面远离地球电磁干扰和人类活动污染，更接近原始天体环境，有助于有机质的保存，也为未来人类开展原位天体化学研究提供了理想样本区域。若这类有机质在月壤中长期稳定存在，则表明月壤具备一定的化学活性和保存能力，这对未来在月球开展原位资源利用、寻找碳源或建设生物再生系统等具有潜在应用价值。

　　不过，“嫦娥五号”月壤样品中发现的稠环芳香有机质，与阿波罗任务月壤样品中检测出的氨基酸，在性质和意义上有着本质的区别。

　　首先，从化学性质来看，氨基酸是构成蛋白质的基本单元，通常与地球生命密切相关。而稠环芳香有机质是一类由多个芳香环组成的碳氢化合物，更可能是通过非生物化学反应形成，并且广泛存在于宇宙星际尘埃和陨石中。

　　其次，就来源可信度而言，阿波罗计划中的样品采集于月球正面，分析方法和样品处理流程相对早期，样本在采集、运输和分析过程中容易受到地球有机污染的干扰，因此氨基酸的来源始终存在争议，很可能并非月球原生。

　　而“嫦娥五号”采样使用了更高洁净度的操作规范，样品分析结合了同位素比值等多种手段，污染可能性较低，因此稠环芳香有机质更有可能代表了月球表层中自然沉积或外源输入的复杂有机物。

　　最后，从科学意义来看，氨基酸的发现虽然一度激发了人们对月球生命前体的想象，但因其来源不确定，难以支撑关于月球生命存在的推论。而稠环芳香有机质的确认，意味着即使在月球无生命、无大气的极端环境中，这类复杂有机物仍能保存和积累，反映了太阳系早期广泛存在的有机化学过程，为理解地外有机物演化乃至生命起源提供了重要线索。

文章转载于：中国航天报·飞天科普周刊