1972年，阿波罗筹划最后一批宇航员从月球返回时，将部分采集样品密封保存，欲望留待将来技巧更先辈的科学家进行深刻分析。五十多年后，这一假想终于成真。布朗大年夜学地球、情况与行星科学系助理传授詹姆斯·多廷（James Dottin）带领的团队，对阿波罗17号在金牛座-利特罗（Taurus‑Littrow）地区采集的一段月壤岩芯从新分析，在个中辨认出异常的硫同位素构成。
这些火山类物质中的硫元素出现出明显贫化硫‑33（33S）的特点，而33S是硫的四种稳定同位素之一。团队指出，这些数值与平日在地球岩石中测得的硫同位素比例明显不合。在地球和其他行星研究中，元素的同位素比例被视为一种“指纹”，可反应其来源及形成过程：假如两份样品具有雷同的同位素图谱，平日意味着它们源于同一“母本”。
经久以来，科学界已经确认地球与月球在氧同位素方面具有高度类似的特点，是以广泛推想月球地幔中的硫同位素构成也应与地球接近。然而本次研究的成果却大年夜相径庭。多廷表示，本身本来也预期会看到类似地球的数值，却最终获得“与地球上任何已知样品都截然不合”的成果，以至于他第一次看到数据时的反响是：“这弗成能，我们肯定哪儿做错了。”反复核查后，团队确认实验过程无误，只能接收这是“异常令人不测”的真实旌旗灯号。
另一种解释则将视角拉回到月球来源本身。主流理论认为，早期地球曾与一个火星大年夜小的天体忒伊亚（Theia）产生巨大年夜碰撞，抛出的碎片在轨道上集合，最终形成月球。假如忒伊亚本身具有与地球截然不合的硫同位素构成，那么其物质残留在月幔深处，也可能在今天的月球样品中被检测出来。
此次分析的样品来自一根所谓“双节取样管”（double drive tube）：阿波罗17号宇航员吉恩·塞尔南（Gene Cernan）和哈里森·施密特（Harrison Schmitt）曾将这根中空金属管插入月面约60厘米，用以获取相对原位、未受太多扰动的月壤剖面。样品返回地球后，美国国度航空航天局（NASA）将其置于氦气情况中密封保存，作为“阿波罗下一代样品分析筹划”（ANGSA）的一部分，为将来研究预留“最干净”的月球物质。
近年，NASA经由过程竞争性遴选，向科研团队开放这批名贵样品。在布朗大年夜学月球研究联盟LunaSCOPE的支撑下，多廷应用二次离子质谱（secondary ion mass spectrometry）技巧，对样品中的硫同位素进行了高精度测量——这一手段在阿波罗样品刚被带回时尚弗成用。他特别拔取那些从岩芯中剖断为源自月球深部火山物质的部分，重点寻找在岩石喷发时就已形成、而非后期被其他过程引入的硫相。
对于这些出人意表的33S旌旗灯号，研究团队今朝提出了两种重要解释路径。其一与月球早期的表层情况有关：在稀薄大年夜气中，硫假如在紫外辐射感化下介入特定光化学反响，可能会形成贫化33S的特点。科学界广泛认为，早期月球曾短暂拥有过一层稀薄大年夜气，本次的硫同位素特点或许恰是那一时代表层化学过程的遗迹。假如这一解释成立，就意味着这些本来位于外面的硫物质在某种机制造用下被输送进了月幔深处。
多廷指出，这将构成月球早期“表层—内部物质交换”的证据。在地球上，板块构造可以将表层物质俯冲、再轮回入地幔，但月球并不存在类似的板块构造体系。是以，假如月球早期切实其实存在某种可以或许将表层物质送入内部的机制，这对懂得其内部动力过程将异常重要，也极具吸引力。
今朝来看，现稀有据尚不足以在两种解释之间作出明白裁决。多廷欲望，将来经由过程与其他月球样品以及太阳系中更多行星体的同位素数据进行体系比对，可以或许进一步厘清这一“异质硫旌旗灯号”的真正来源。科研人员认为，深刻解析这些同位素指纹，不仅有助于重构月球自身的形成和演变汗青，也将为全部太阳系早期物质分布和行星形成过程供给新的线索。
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