月球是人类开展深空探测的首选目标,月球探测是世界各国科技竞争的制高点。开展月球科学前沿研判,对我国实施深空探测战略、规划行星科学研究路径,进而赢得未来竞争优势至关重要。基于Web of Science数据库,本文利用文献计量学方法,对月球科学领域论文产出数量、学科和期刊分布、主要国家和领先机构的竞争力、国际合作等进行了深度分析,并通过聚类分析获得当前研究热点,梳理出五大研究领域和七大前沿问题。过去20年,我国在月球科学研究取得了长足进步,但仍然存在优秀论文少、顶尖学者少、学术期刊少的问题。未来月球科学可能在三个方向上实现突破:月球的水仍将是国际月球探测和研究的重点;月球内部结构探测或是我国弯道超车的机遇;新的月球样品将进一步揭示月球形成和演化的奥秘。本研究结果可以为我国未来月球探测和研究的规划与组织提供参考。
月球火山活动历史是月球科学基本问题之一,是理解月球内部物质组成和热演化历史的关键(Head and Wilson,2017).2020年12月17日,我国嫦娥五号任务从月球风暴洋克里普地体北部的吕姆克山附近(51.92°W,43.06°N)(Wang et al.,2021)采集了1731 g月壤样品,并成功返回地球,实现了我国首次地外天体采样(Yang and Lin,2021).对嫦娥五号月壤样品中玄武岩岩屑的系统定年结果显示,着陆区的火山活动至少可以持续至20亿年前(Che et al.,2021;Li et al.,2021),该结果将阿波罗样品和月球陨石限定的月球火山活动结束时间推迟了8亿年(Merle et al.,2020).然而,这一定年结果也给月球科学研究提出了新的问题.月球的质量仅为地球的1.2%,由于比表面积大,理论上应该快速冷却.热演化模拟计算也表明,月球火山活动应当结束于25亿年前(Spohn et al.,2001),且撞击坑定年显示月球背面的火山活动确实结束于25亿年前(Haruyama et al.,2009).但是,嫦娥五号玄武岩定年结果确证了月球风暴洋克里普地体的火山活动可以持续到20亿年前,那么,为何月球火山活动能够持续如此之久呢?更进一步,月球火山活动的最终结束时间是多晚?
