-
嫦娥四号发现人类首份月球背面幔源物质初步证据
关键字:人类近60年来的探月工程揭示,月球表层即月壳以斜长石矿物为主,月壳覆盖着的月幔则可能更富镁铁质(富含铁和镁)。然而多年来,科学家一直难以探明月幔的详细结构。
北京时间5月16日凌晨,国际顶级学术期刊《自然》(Nature)在线发表了一篇来自中国科学家的成果:中国的嫦娥四号月球探测器在月球背面的冯·卡门陨石坑(Von Kármán crater)着陆,并部署了玉兔二号月球车对南极-艾托肯盆地(South Pole-Aitken)进行探测,科学家利用可视-近红外成像光谱仪(VINS)的光谱初始观测结果推断出,月球表面存在的低钙辉石和橄榄石矿物可能起源于月球地幔。这也是人类首份月球背面幔源物质初步证据。
中国科学院国家天文台副台长、月球与深空探测研究部主任李春来为该论文的第一作者及通讯作者,月球与深空探测研究部任鑫、刘建军为共同通讯作者。研究工作由中国科学院国家天文台、中科院上海技术物理研究所空间主动光电技术重点实验室、中科院地球化学研究所共同完成。中国探月工程首席科学家,被誉为“嫦娥之父”的欧阳自远院士也是论文的作者之一。
和太阳系很多其他的行星类似,月球被认为经历了岩浆海洋阶段,在这个阶段,月球大部分或完全处于熔融状态。有关月球早期演化的理论认为,月壳由是岩浆洋中较轻的斜长石组分上浮结晶形成,而如橄榄石、辉石等较重的矿物下沉形成月幔。然而,这一关于月幔组成的推论至今没有很好地被证实。
月幔的特征,特别是在其组成、结构和层理方面,仍然是不确定的,而且缺乏文献记载。法国图卢兹大学-法国国家科学研究中心(CNRS)、天体物理与行星学研究所(IRAP)的Patrick Pinet在撰写的解读文章中写道:令人惊讶的是,美国国家航空航天局(NASA)的阿波罗飞船和苏联的月球探测器都着落在月球近侧,但都没有带回来自月幔的样本。
为探究月幔,各国科学家将注意力重点放在了撞击坑上。一般认为,导致撞击坑形成的物体可能会穿透月球的壳层,直抵月球内部,致使部分月幔物质被带到月球表面。月球上最大、最深、最古老的陨石坑是位于月球背面的南极-艾特肯盆地(South Pole-Aitken basin),直径2500公里,形成于40多亿年前。
NASA此前的GRAIL计划(任务为精确探测并绘制月球的重力场图以判断月球内部构造)获得的该撞击坑大小和地壳厚度的数据则表明,它可能是由一次撞击事件造成的,那次撞击穿透了月球的月壳和内部。因此,探测南极-艾特肯盆地一直是国际科学家们所期待的。
而中国探月工程(CLEP)正是实现世界首次月球背面软着陆和巡视探测。2018年5月,中国发射了“鹊桥”中继卫星,该卫星是一颗服务嫦娥四号的地月间通信卫星,为随后的月球背面探测和采样返回铺平道路。
2019年1月3日,嫦娥四号在南极-艾特肯盆地着陆,成为人类历史上首个着陆于月球背面的无人探测器。论文中提到,着陆地选择最主要的考虑在于科学目标、着陆的安全性,为尽可能对月球地幔物质取样,着陆地点选择在相对平坦的南极-艾特肯盆地内的冯•卡门陨石坑(Von Kármán crater,直径约186公里),并部署了玉兔二号月球车对南极-艾特肯盆地进行探测。
论文中介绍到,嫦娥四号着陆月球的第一天,可视-近红外成像光谱仪即成功获取了陆点附近两个两个探测点的高质量光谱数据。研究人员对数据分析后发现,他们所获的光谱数据和典型的月球表面物质的光谱数据存在差异。这也就意味着,着陆点附近检测到的这些物质与从月球表面采集到的大多数样品明显不同。特别地,这些材料含有镁铁质成分,主要是橄榄石(olivine)和低钙辉石(LCP)的混合物,高钙辉石(HCP)的含量则极低。
研究人员据此推断,月球表面存在的低钙辉石和橄榄石矿物可能来自月球的上地幔。
研究人员在论文中还提出,这些物质来源于探测点附近的芬森撞击坑(Finsen impact crater)撞击事件。芬森坑撞击事件进一步将南极-艾托肯盆地更深部物质挖掘出,产生的溅射物四处抛射,呈辐射线撒布在冯·卡门撞击坑“平原”上。
芬森撞击坑是月球背面南部一座较年轻的大撞击坑,由小天体撞击南极-艾托肯盆地内部表面而形成,直径72公里,位于着陆点的东北方向。
研究人员最后写道,除了上述推断之外,他们的研究结果还证实了月幔富含橄榄石的推论的正确性。月球地幔富含橄榄石这一预测并不能被排除,月幔可能主要由低钙辉石和橄榄石组成,而不是仅由低钙辉石占主要成分、橄榄石极少。
Pinet也表示,“李春来及其同事的研究结果是令人兴奋的,这对于确定月幔的组成具有重要的意义。从更广泛的意义上说,作者的发现可能也会影响我们对月球内部形成和演化的理解。”
研究人员提到,未来玉兔二号将继续观测冯·卡门陨石坑内的月壤,这些宝贵数据将有助于我们研究其地质起源和元素组成。据介绍,后续探测会尝试将样品送回地球。
(澎湃新闻 贺梨萍)
- 原标题:嫦娥四号探测成果出炉:人类首份月球背面幔源物质初步证据
- 责任编辑:郭涵
- 最后更新: 2019-05-16 09:52:50
-
三星在印度高端智能机市场占有率登顶,高达45%
2019-05-15 21:36 手机 -
华为P30拆解:主元器件都来自海思,渐趋自主化
2019-05-15 21:12 -
董明珠5000万奖励科研人员 :单项目奖金最高达120万
2019-05-15 16:39 -
英特尔再曝安全漏洞:可将部分芯片速度拖慢近20%
2019-05-15 13:14 -
我首次实验验证三维量子霍尔效应
2019-05-15 08:52 科技前沿 -
深圳成中国第一个5G独立组网城市
2019-05-15 08:00 5G -
旧金山或将面部识别技术“拒之门外”
2019-05-14 17:10 人工智能 -
振奋!打破国外垄断 联影医疗发布3.0T探索磁共振
2019-05-14 16:31 中国精造 -
5G时代下的电线杆:将打造成智能输送平台
2019-05-14 14:53 -
华为与三星专利纠纷,在广东达成全球和解
2019-05-14 13:46 华为 -
工信部总工程师:加快5G建设,布局6G基础研究
2019-05-14 13:16 -
第7个国家超算中心落地郑州,明年上半年建成
2019-05-14 13:01 科技前沿 -
华为打通全球首个5G语音+视频VoNR通话
2019-05-14 11:18 -
联想推出全球首款折叠屏电脑,将在2020年面世
2019-05-14 09:53 TMT观察 -
东芝半导体部门将进一步裁员350人
2019-05-14 08:58 -
我国民航首部测云雷达将投入运行
2019-05-14 08:26 中国精造 -
学生定制机自带管控功能引争议 华为:不知情
2019-05-13 14:55 -
挑战西方软件巨头 华为中旬将推出云数据库产品
2019-05-13 11:19 大公司
相关推荐 -
美方对俄隐瞒了部分信息?克宫回应 评论 23国防部表态:中方不会在南海问题上任菲胡来 评论 161关于ASML出口管制,荷兰首相在华表态 评论 463警惕!“隐秘”的调查暗藏国家安全风险 评论 127最新闻 Hot
-
银河系中心超大质量黑洞,又一张偏振图像来了
-
竟还有这样给他们洗白的:“善良有爱心”、“胆小不敢杀鸡”…
-
“港独分子”作证:他勾结外国反华政客!
-
这个数据,孟买首次超越北京
-
浙大社会学系第3次更新:赵鼎新再度“荣休”
-
美国务院一官员辞职:自焚军人最后的留言让我难以忘怀
-
日本资助的项目被搁置,斯里兰卡:中国承诺帮我们
-
关于ASML出口管制,荷兰首相在华表态
-
耶伦:我要当面“警告”中国,你们东西太便宜,搞得美国企业破产
-
警惕!“隐秘”的调查暗藏国家安全风险
-
普京反问:我们跨越大洋跑到美国边境了吗?
-
“美国暴露了”
-
“为何总觉得你们的生活方式比我们好?甚至连提问方式都…”
-
中企被迫退出竞标,“欧盟借这招威慑外企”
-
他威胁“不停火就断交”,以色列怒了
-
美媒“拆台”:哪有火车?你咋坐的?
-