人類首次!中國科學家基于嫦娥四號揭曉月背地下結構

2020-02-27 09:03:57 來源:中國新聞網 責任編輯:黃如萍

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人類首次!中國科學家基于嫦娥四號揭曉月背地下結構

嫦娥四號月背著陸區地下分層結構示意圖。 國家天文臺供圖

中新網北京2月27日電 (記者 孫自法)繼實現人類探測器首次著陸月球背面之后,中國科學家對月球背面的科研再次創造一項人類首次——中國科學院國家天文臺科研團隊基于嫦娥四號任務,首次揭曉月球背面地下淺層結構,這也是人類首次揭開月球背面地下結構的神秘面紗。

 

中科院國家天文臺27日發布消息說,該臺李春來、蘇彥研究員領導的科研團隊,利用嫦娥四號任務玉兔二號月球車上搭載測月雷達的直接就位測量,獲得月球背面地下淺層的第一張雷達圖像、月表下物質的特性參數,以及濺射物內部地層序列,首次揭示出月球背面著陸區域地下40米深度內的地質分層結構,發現地下物質由低損耗的月壤物質和大小不同的大量石塊組成。

科學家表示,月球背面地下結構被首次揭曉,對于了解撞擊過程對月表的改造、火山活動規模與歷史等具有非常重要的意義,也將極大提高人們對月球撞擊和火山活動歷史的理解,并為月球背面的地質演化研究帶來新的啟示。

北京時間當天凌晨,中國科學家在月球和深空探測領域完成這一重大發現的研究成果論文,獲國際科學期刊《科學·進展》(Science Advances)在線發表。

中科院國家天文臺科研團隊介紹說,嫦娥四號探測器2019年1月3日在月球背面最古老且最大的南極-艾特肯(South Pole–Aitken)盆地內的馮·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,中心位置為月球南緯44.45度、東經176.3度,直徑約186千米。坑內地形相對平坦,坑底被玄武巖填充,玄武巖表面相當一部分區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。

嫦娥四號月球車的測月雷達好比是一臺給月球做CT(計算機斷層掃描)的設備,其高頻通道的穿透深度是嫦娥三號的3倍多,于月背著陸次日早上開始工作。這次由中科院國家天文臺領導中外學者的研究成果,是基于前兩個月晝期間500兆赫茲(MHz)的高頻通道雷達所探測的數據,研究團隊通過計算分析月球淺層物質的特性參數,包括電磁波在月表下物質中的傳播速度、介電常數、密度、損耗角正切和鈦鐵含量等,并根據獲得的物性參數和雷達圖像,沿著月球車行走的106米路徑,在深度40米范圍內,識別出3個不同地層單元。

第一單元為從月球表面到地下12米的細粒月壤,內嵌有少量石塊,此月壤層形成于多個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,這是雷達圖像上回波強度最大的區域,表明內部存在大量的石塊,甚至形成有碎石層和碎石堆,說明濺射物的沉積不僅僅是地毯式的鋪散,也會伴隨著物質之間的剪切、混合、挖掘以及二次撞擊坑結構擾動等復雜的地質過程。

第三單元從地下24米到40米,雷達回波明暗交替變化,是不同時期、更古老的濺射物的沉積和風化產物。

深度40米以下雷達信號微弱,高頻通道雷達信號已無法推斷其物質特性。科研團隊結合區域地質歷史,推測在嫦娥四號著陸點附近,完整的月海玄武巖覆蓋在月表以下大于40米深度。(完)

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