江苏龙网

  1. 首页 > 资讯 > 资讯 > >

玉兔|“玉兔”“爬山”有了重要发现！30多亿年的“月球日记”有望解密

玉兔|“玉兔”“爬山”有了重要发现！30多亿年的“月球日记”有望解密
本文图片

和“玉兔二号”一起“爬山”的雷达发回了令人振奋的数据 。
中国科学家基于“玉兔二号”前3个月昼探测数据 ， 获得月球背面着陆区月壤和浅层结构的重要发现和认识 ， 翻开了月球演化“日记”的全新一页 。 9月7日 ， 这项研究成果在《自然—天文》上发表 。
月球的浅层结构记录了大型撞击事件和岩浆喷发的次数、规模以及它们之间的时序关系 ， 是写下月球30多亿年演化故事的天然“日记本” 。 但迄今为止 ， 人类对其认识仍十分有限 ， 它犹如等待探索的“隐秘角落” 。
30多亿年演化的“日记本”
月球的演化与小行星撞击密不可分 ， 科学家试图分析月球浅层结构获得小行星撞击历史 。
科学家已经了解 ， 小天体撞击是地球早期演化的重要驱动力 ， 但长期地质构造活动抹除了其早期演化的大部分痕迹 ， 因此了解地球的早期演化历史十分困难 ， 而月球上较好地保留了这些记录 。
论文通讯作者、中国科学院地质与地球物理研究所（以下简称地质地球所）研究员林杨挺向《中国科学报》介绍：“月球质量较小 ， 很早就停止了内部活动 ， 因此月表的撞击坑及撞击坑溅射物堆积剖面是了解月球30多亿年演化历史的很好视角 ， 也可以为我们认识地球的早期演化提供重要参考 。 ”
科学家曾为小行星撞击假设出一幅幅“高能画面” 。 例如 ， 月表物质被“撞”出来并向四周抛射 ， 在近距离形成连续的溅射毯 ， 在远距离形成不连续的溅射条纹 。 一些大型撞击事件还可能引起火山喷发 ， 形成玄武岩与溅射堆积物的互层结构 。
月球表面遭受普遍和强烈的小行星撞击改造 ， 因此月表物质是不同撞击事件溅射物的混合 。 溅射物的石块大小和堆积厚度又与撞击事件的规模和距离相关 。 也就是说 ， 月球浅层结构原封不动地记录下了小行星撞击的“画面” ， 形成一本星球演化的天然“日记” 。
“黑科技”助力
上世纪70年代以来 ， 美国“阿波罗计划”通过在月表钻取月壤样品及月震仪探测等方式 ， 尝试“看清”月球浅层结构 。 但钻孔样品深度仅2米且钻孔位置有限；月震波的方法的空间分辨率较低 ， 难以识别月球浅层的精细结构 。
即使结合月震波、微波、地形地貌及小撞击坑溅射物光谱分析等多种方法 ， 也只能间接获取一些粗略特征 。
2019年1月 ， 嫦娥四号探测器怀抱“玉兔二号”抵达月球背面南极—艾肯盆地中的冯·卡门撞击坑 ， 实现人类首次月球背面软着陆 ， 随即开展了就位探测和巡视探测 。
为探测人类向往已久的月表浅层结构 ， “玉兔二号”搭载了足够先进的“黑科技”——测月雷达 。
雷达由2个频率通道组成 ， 其中高频通道探测深度约50米 ， 用于探测月壤及其下伏溅射物的高分辨结构 ， 低频通道探测深度可达约500米 ， 用于探测可能存在的厚层状溅射角砾岩层和玄武岩层等结构 。
在此之前 ， 作为“玉兔二号”的“前辈” ， 嫦娥三号依靠测月雷达开展了“边走边探”的工作 ， 完成了首幅月球浅层结构剖面图 ， 揭示了嫦娥三号着陆区的地质结构和地质演化过程 ， 并发现了一种新的岩石类型 。 基于这些发现 ， 科学家揭示了该区域的火山活动历史 。
3个月昼的数据
2019年3月13日 ， “玉兔二号”完成3个月昼工作 ， 进入第三个月夜 ， 累计行走163米 。
收到数据后 ， 科研团队和载荷研制团队立即投入到研究工作中 。 作为论文3位共同第一作者之一 ， 地质地球所研究员张金海负责数据处理 ， 中国科学院空天信息创新研究院研究员周斌为测月雷达设计师、负责厘定原始数据 ， 澳门科技大学助理教授祝梦华则负责撞击坑模拟 。
经过地质解译 ， “玉兔二号”所到之处的浅层结构剖面清晰地展现在科学家面前 。
着陆区的浅层结构由上往下分为3个基本单元：单元1总厚度130米 ， 为临近多个撞击坑的溅射物堆积和底部的玄武岩角砾层；单元2总厚度约110米 ， 为多次喷发的玄武岩层；单元3总厚度不小于200米 ， 则为着陆区北部的莱布尼兹撞击坑的溅射物 。
同时 ， 高频雷达信号揭示了单元1上部的精细结构 ， 最顶层30多米厚的物质主要是来自芬森撞击坑的抛射物 。
【玉兔|“玉兔”“爬山”有了重要发现！30多亿年的“月球日记”有望解密】这表明 ， “玉兔二号”探测的月面物质并不是充填冯·卡门撞击坑底的玄武岩 ， 而来自芬森撞击坑 。
同时 ， 雷达剖面还揭示 ， 着陆区经历了多期次的撞击溅射堆积和多期次玄武岩浆喷发充填 。
这些新发现对于认识月球南极—艾肯盆地的演化具有重要意义 ， 对于月球内部物质组成与结构的后续探测和研究有重要的指导作用 。
研究人员表示 ， 期待后续探月工程能搜集到更多来自月球背面“隐秘角落”的信息 ， 以帮助科学家完整解密“月球日记” 。
作者：甘晓
编辑：王星
责任编辑：姜澎
来源：中国科学报


    推荐阅读


    上一篇：互联网|东北曾有1支特殊部队，被限制活动范围，还能国家发媳妇

    下一篇：传承的力量|“传承的力量”教师节特别节目即将播出 为老师们献上一场文化视听盛宴