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嫦(chang)(chang)娥四號(hao)(hao)著陸(lu)器和(he)“玉兔(tu)二號(hao)(hao)”月(yue)球(qiu)(qiu)車分(fen)別于3月(yue)21日2時和(he)3月(yue)20日17時09分(fen)結(jie)束第(di)28月(yue)晝(zhou)工作，進入月(yue)夜休眠。截至目前，嫦(chang)(chang)娥四號(hao)(hao)著陸(lu)器和(he)“玉兔(tu)二號(hao)(hao)”月(yue)球(qiu)(qiu)車已在月(yue)面生存了808個地球(qiu)(qiu)日，本(ben)月(yue)晝(zhou)月(yue)球(qiu)(qiu)車行駛(shi)約30米，累計行駛(shi)里程682.77米。

嫦娥四號巡視路徑圖

科(ke)研人(ren)員通過系統分(fen)析(xi)(xi)嫦(chang)娥四號獲(huo)取的(de)(de)(de)探測數據，取得一系列有關著陸區礦物(wu)成分(fen)、地形地質演化歷史、月壤太空(kong)風化程(cheng)度(du)和(he)淺層地下結(jie)構(gou)等方面的(de)(de)(de)科(ke)學(xue)成果。近(jin)日，中國科(ke)學(xue)院空(kong)天信息創(chuang)新(xin)研究(jiu)院遙感科(ke)學(xue)國家重點實驗室的(de)(de)(de)研究(jiu)成果發表(biao)在國際期(qi)刊《Journal of Geophysical Reasearch:Planets》。科(ke)研團隊通過分(fen)析(xi)(xi)巡視區石(shi)塊的(de)(de)(de)光譜特征(zheng)，推斷石(shi)塊很(hen)可能源自古(gu)老(lao)的(de)(de)(de)芬森(sen)撞(zhuang)擊(ji)(ji)坑(keng)(keng)，空(kong)間(jian)分(fen)布特征(zheng)表(biao)明它們(men)是新(xin)鮮出(chu)露(lu)的(de)(de)(de)撞(zhuang)擊(ji)(ji)坑(keng)(keng)濺射(she)(she)物(wu)。這(zhe)些(xie)石(shi)塊由芬森(sen)撞(zhuang)擊(ji)(ji)坑(keng)(keng)濺射(she)(she)過來后(hou)原(yuan)本埋(mai)藏在月壤之中，后(hou)期(qi)由于織女(nv)撞(zhuang)擊(ji)(ji)坑(keng)(keng)濺射(she)(she)物(wu)的(de)(de)(de)撞(zhuang)擊(ji)(ji)挖掘作用而暴露(lu)在月表(biao)。

圖1.(a)“ 嫦娥四號”著陸區地質背景圖；(b)“ 玉兔二號”前13月晝巡視路線圖

多(duo)項研(yan)究揭示，嫦娥四(si)號著陸(lu)區被35億年前形成的(de)芬森撞擊坑的(de)濺射物(wu)覆蓋。這些濺射物(wu)經歷長時間的(de)演化(hua)后，形成了一層(ceng)大(da)約(yue)12米(mi)厚的(de)細(xi)粒月球(qiu)土壤(rang)。而(er)在第(di)3和13月晝期間，“玉(yu)(yu)兔二(er)號”月球(qiu)車發現巡(xun)視區存在較多(duo)的(de)石塊(kuai)(圖2)。“玉(yu)(yu)兔二(er)號”月球(qiu)車通過(guo)詳(xiang)細(xi)的(de)就位探測，獲得了兩(liang)塊(kuai)代表性石塊(kuai)的(de)光譜(pu)和周圍地(di)貌的(de)全景影像圖。

圖2“玉兔二號”月球獲取的全景影像鑲嵌圖：(a)第3月晝；(b)第13月晝

光(guang)譜(pu)對比(bi)結果(guo)顯示(圖 3)，石塊的(de)光(guang)譜(pu)吸收特征與芬森撞擊坑(keng)物質的(de)光(guang)譜(pu)吸收特征較(jiao)為(wei)接(jie)近，而(er)與馮·卡門撞擊坑(keng)內部玄(xuan)武巖的(de)光(guang)譜(pu)吸收特征差異較(jiao)大(da)。這說明(ming)了(le)這些石塊并非是(shi)本地玄(xuan)武巖，而(er)它們(men)極有可(ke)能源自(zi)芬森撞擊坑(keng)濺射物。

圖3 (a)石塊、芬森撞擊坑濺射物和玄武巖光譜；(b)光譜吸收特征對比

“玉兔二(er)號”月(yue)球車在(zai)第13月(yue)晝(zhou)期間(jian)發現的(de)(de)石(shi)塊(kuai)主要分(fen)布(bu)在(zai)一個(ge)撞(zhuang)(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)的(de)(de)周圍。石(shi)塊(kuai)的(de)(de)總(zong)體密度隨著距撞(zhuang)(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)坑(keng)沿距離的(de)(de)擴大而逐漸(jian)(jian)降低(di)，且(qie)部分(fen)石(shi)塊(kuai)沿特定方向呈(cheng)鏈狀(zhuang)分(fen)布(bu)(圖4)。石(shi)塊(kuai)的(de)(de)空間(jian)分(fen)布(bu)特征表明(ming)它們是(shi)當前撞(zhuang)(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)的(de)(de)濺射物。這個(ge)撞(zhuang)(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)呈(cheng)橢圓狀(zhuang)，長軸(zhou)方向為西北—東南向。持(chi)續不(bu)斷的(de)(de)(微(wei))隕(yun)石(shi)撞(zhuang)(zhuang)(zhuang)擊(ji)和晝(zhou)夜(ye)溫差引起(qi)的(de)(de)熱脹冷縮導(dao)致月(yue)表出(chu)(chu)露的(de)(de)石(shi)塊(kuai)在(zai)幾千萬年內便(bian)逐漸(jian)(jian)破碎消失(shi)。周圍留存的(de)(de)大量石(shi)塊(kuai)說(shuo)明(ming)撞(zhuang)(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)是(shi)一個(ge)新鮮撞(zhuang)(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)，這些石(shi)塊(kuai)的(de)(de)出(chu)(chu)露時間(jian)比較(jiao)短(duan)。

圖4 (a)、(b)和(c) “玉兔二號”月球在第13、14和15月晝獲取的全景影像鑲嵌圖。(d)撞擊坑周圍的石塊空間分布

已有(you)研究結果(guo)顯示，位于著(zhu)陸(lu)(lu)區西北方向(xiang)的(de)織(zhi)女撞(zhuang)擊(ji)(ji)坑(keng)(keng)的(de)一(yi)條濺(jian)(jian)射(she)紋恰(qia)好(hao)穿過(guo)了著(zhu)陸(lu)(lu)點附(fu)近區域，而濺(jian)(jian)射(she)紋內(nei)常(chang)常(chang)可(ke)見由(you)濺(jian)(jian)射(she)物形(xing)成的(de)二次撞(zhuang)擊(ji)(ji)坑(keng)(keng)。“玉兔二號”巡視(shi)區確實(shi)還能觀察到(dao)若干個內(nei)部和周邊均存在碎塊狀(zhuang)物質的(de)米級和亞米級的(de)新(xin)鮮(xian)撞(zhuang)擊(ji)(ji)坑(keng)(keng)(圖 5)。結合橢(tuo)圓撞(zhuang)擊(ji)(ji)坑(keng)(keng)的(de)長(chang)軸方向(xiang)推斷，這些新(xin)鮮(xian)撞(zhuang)擊(ji)(ji)坑(keng)(keng)應當為(wei)織(zhi)女撞(zhuang)擊(ji)(ji)坑(keng)(keng)濺(jian)(jian)射(she)物形(xing)成的(de)二次撞(zhuang)擊(ji)(ji)坑(keng)(keng)。

圖5“玉兔二號”月球車巡視區域的新鮮撞擊坑

基于以上分析(xi)，本(ben)研究認為“玉兔二號”月(yue)(yue)球車觀察到(dao)的石(shi)塊實際源自古老的芬(fen)森撞(zhuang)擊(ji)坑，它們原本(ben)埋藏在著陸區月(yue)(yue)壤(rang)之中，后期由于織女(nv)(nv)撞(zhuang)擊(ji)坑濺射物(wu)的撞(zhuang)擊(ji)挖掘作用而暴露在月(yue)(yue)表(biao)。織女(nv)(nv)撞(zhuang)擊(ji)坑的定(ding)年結果揭示這些(xie)石(shi)塊已(yi)在月(yue)(yue)表(biao)存在了大(da)約1600萬年(圖 6)。

圖 6織女撞擊坑定年結果

成果來源：

中國科學院空天信息創新研究院遙感科學國家重點實驗室芶盛博士、邸凱昌研究員、岳宗玉研究員等

【責任編輯：李子紅】