2月27日,國(guó)際科學(xué)期刊《科學(xué)•進(jìn)展》(Science Advances)在線發(fā)表了我國(guó)科學(xué)家關(guān)于嫦娥四號(hào)任務(wù)的又一新成果:首次揭示了月球背面著陸區(qū)域地下40米深度內(nèi)的地質(zhì)分層結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)地下物質(zhì)由低損耗的月壤物質(zhì)和大小不同的大量石塊組成。
這一研究成果由中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)李春來、蘇彥研究員領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì),利用嫦娥四號(hào)玉兔二號(hào)月球車上搭載的測(cè)月雷達(dá)探測(cè)發(fā)現(xiàn),對(duì)了解撞擊過程對(duì)月表的改造、火山活動(dòng)規(guī)模與歷史等具有非常重要的意義。
2019年1月3日,嫦娥四號(hào)探測(cè)器在月球背面最古老且最大的南極–艾特肯(South Pole–Aitken)盆地內(nèi)的馮卡門(Von Kármán)撞擊坑底部成功著陸。馮卡門撞擊坑形成于前酒海紀(jì),中心位置為44.45°S, 176.3°E,直徑約為186千米??觾?nèi)地形相對(duì)平坦,坑底被玄武巖填充,玄武巖表面相當(dāng)一部分區(qū)域被周邊大型撞擊坑的濺射物所覆蓋,并廣泛分布著二次撞擊坑。
中科院國(guó)家天文臺(tái)副臺(tái)長(zhǎng)、研究員李春來介紹,測(cè)月雷達(dá)好比是一臺(tái)給月球做CT的設(shè)備,它在2019年1月4日早上9點(diǎn)29分35秒開始工作。此次由中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究成果,是基于前兩個(gè)月晝期間500 MHz的高頻通道雷達(dá)所探測(cè)的數(shù)據(jù)。
和嫦娥三號(hào)相比,嫦娥四號(hào)測(cè)月雷達(dá)高頻通道的穿透深度是嫦娥三號(hào)的三倍多。研究團(tuán)隊(duì)計(jì)算分析了月球淺層物質(zhì)的特性參數(shù),包括電磁波在月表下物質(zhì)中的傳播速度、介電常數(shù)、密度、損耗角正切和鈦鐵含量等。
根據(jù)獲得的物性參數(shù)和雷達(dá)圖像,沿著月球車行走的106米的路徑,在深度40米的范圍內(nèi),識(shí)別出了三個(gè)不同次表層地層單元。
嫦娥四號(hào)著陸區(qū)地下分層結(jié)構(gòu)
第一單元為從月球表面到地下12米的細(xì)粒月壤,內(nèi)嵌有少量石塊,此月壤層形成于多個(gè)撞擊坑互疊的濺射物之上,這些濺射物可能來自周邊的芬森(Finsen)和馮卡門L撞擊坑等。
第二單元從地下12米到24米,這是雷達(dá)圖像上回波強(qiáng)度最大的區(qū)域,表明內(nèi)部存在大量的石塊,甚至形成了碎石層和碎石堆,說明濺射物的沉積不僅僅是地毯式的鋪散,也會(huì)伴隨著物質(zhì)之間的剪切、混合、挖掘以及二次撞擊坑結(jié)構(gòu)擾動(dòng)等復(fù)雜的地質(zhì)過程。
第三單元從地下24米到40米,雷達(dá)回波明暗交替變化,是不同時(shí)期、更古老的濺射物的沉積和風(fēng)化產(chǎn)物。
深度40米以下雷達(dá)信號(hào)微弱,高頻通道雷達(dá)信號(hào)已無法推斷其物質(zhì)特性。結(jié)合區(qū)域地質(zhì)歷史,推測(cè)在嫦娥四號(hào)著陸點(diǎn)附近,完整的月海玄武巖覆蓋在月表以下大于40米的深度。
這項(xiàng)研究工作通過嫦娥四號(hào)測(cè)月雷達(dá)的直接就位測(cè)量,獲得了月球背面地下淺層的第一張雷達(dá)圖像、月表下物質(zhì)的特性參數(shù),以及濺射物內(nèi)部地層序列。人類首次揭開了月球背面地下結(jié)構(gòu)的神秘面紗,極大地提高了我們對(duì)月球撞擊和火山活動(dòng)歷史的理解,并為月球背面的地質(zhì)演化研究帶來新的啟示。
嫦娥四號(hào)著陸區(qū)地理實(shí)體命名影像圖記者從國(guó)家航天局獲悉,2019年2月15日,中國(guó)國(guó)家航天局、中國(guó)科學(xué)院和國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)聯(lián)合召開新聞發(fā)布更多
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