嫦娥四号月球背面重大成果:发现月幔源物质初步证据

发布时间:2022年07月17日
       资料来源:智社的学术圈去了月球的另一边, 去了美国人从未涉足过的地方!北京时间2019年5月16日凌晨, 东部时间5月15日下午,

《自然》杂志在线发表了我国探月工程的一个项目。重大发现。中科院国家天文台李春来研究员带领的研究团队利用嫦娥四号的原位光谱探测数据证明了以橄榄石和低钙为主的深部物质的存在月球背面南极艾特肯盆地(SPA)的辉石。一直困扰学术界的月幔成分问题, 为完善月球的形成演化模型提供了直接的实验证据和有力的支持。这篇题为“嫦娥四号对月球远边幔衍生材料的初步光谱鉴定”的研究论文由国家天文台、中国科学院上海技术物理研究所、中国科学院地球化学研究所联合完成。中国探月工程首席科学家、号称嫦娥之父的欧阳紫苑院士也是作者之一。关于月球早期演化的理论认为, 月壳是由岩浆海洋中较轻的斜长石成分的漂浮结晶形成的, 而橄榄石和辉石等较重的矿物下沉形成月幔。然而, 迄今为止, 关于月幔成分的这一理论还没有得到很好的证实。
       美国的阿波罗任务和前苏联的月球任务都没有返回月球样本, 这些样本已经找到了月球地幔确切物质成分的直接证据。根据。后来人们意识到, 陨石撞击月球形成的陨石坑就像一个钻孔, 可能因为陨石撞击月壳而暴露了月幔的物质成分。显然, 其中最有希望的是位于月球背面的南极-艾特肯盆地 (SPA), 它是月球上最古老的陨石坑, 直径高达 2500 公里。然而, 之前的月球探测器并没有发现大量暴露月幔指示矿物橄榄石的证据。显然,

要证明富含橄榄石的月幔假说, 我们需要降落在月球的另一侧。 2019 年 1 月 3 日, 中国嫦娥四号(CE-4)探测器在月球背面预先选定的着陆区冯卡门陨石坑定点、定时着陆。这是人类探测器成功登陆月球背面。这个着陆点很特别。如上图所示,

SPA中的冯卡门陨石坑月面比较平坦, 便于着陆, 可以探测到月幔物质。
       更重要的是, 不远处有一个小陨石坑芬森, 撞击喷出的物质可能已经散落在这里。随后的数据表明, 这是一个极其关键的点。 1月3日, 火星车(玉兔二号)与着陆器分离, 搭载的红外成像光谱仪(VNIS)成功获取了着陆区两个探测点的高质量光谱数据, 如上图所示。通过光谱数据分析, 由国家天文台和中科院上海技术物理研究所组成的研究团队发现, CE-4着陆区和月表月面的月壤光谱吸收特征海玄武质月壤光谱吸收特征明显不同差异显示了低钙辉石的光谱特征, 表明存在大量橄榄石, 如下图所示。进一步分析证实, CE-4着陆区月球土壤材料中橄榄石的相对含量其次是低钙辉石, 只有少量高钙辉石。这种矿物组合很可能代表来自月幔的深层物质。如前所述, CE-4探测器的着陆点位于SPA盆地的冯卡门陨石坑内。早期发现表明, 它的表面充满了随后喷发的玄武岩。对覆盖着陆区的高分辨率遥感影像数据和高光谱数据分析显示, 着陆器和漫游车正在从芬森撞击坑向东北方向的玄武岩平原撞击溅射, 如下图所示。当 SPA 盆地在 40 亿年前形成时, 月壳变薄或完全剥离。 FINSEN陨石坑是由一个小天体撞击SPA盆地内表面形成的。它就像在SPA盆地表面上的一个深钻。它进一步挖掘了SPA盆地表面以下的月球更深的物质, 产生的溅射物以辐射的形式四处乱扔。散布在冯卡门火山口平原上。
       因此, CE-4VNIS分析的物体是芬森撞击坑挖掘出来并喷射到冯卡门撞击坑表面的月幔物质。嫦娥四号探测器在人类历史上实现了月球背面软着陆。基于探测数据的研究成果成功揭示了月球背面的物质成分, 证实了月幔富含橄榄石的推断的正确性, 加深了人类的认识。了解月球的形成和演化。据报道,

后续探测器将尝试将样本送回地球。