文章來源:中(zhong)國航天科(ke)技集團有限公(gong)司(si) 發布時(shi)間:2022-03-24
嫦(chang)娥(e)四號(hao)著陸器和(he)“玉兔二號(hao)”月(yue)(yue)(yue)球車分(fen)別于3月(yue)(yue)(yue)21日2時和(he)3月(yue)(yue)(yue)20日17時09分(fen)結(jie)束(shu)第(di)28月(yue)(yue)(yue)晝工作,進入月(yue)(yue)(yue)夜(ye)休(xiu)眠。截至目前,嫦(chang)娥(e)四號(hao)著陸器和(he)“玉兔二號(hao)”月(yue)(yue)(yue)球車已在月(yue)(yue)(yue)面生存了808個地球日,本月(yue)(yue)(yue)晝月(yue)(yue)(yue)球車行駛(shi)約30米,累計行駛(shi)里程682.77米。

嫦娥四號巡視路徑圖
科研人員通過(guo)系統分(fen)析嫦(chang)娥四號獲取的探測數據,取得一系列有關著陸區礦物成分(fen)、地形地質演化(hua)歷史(shi)、月(yue)壤太空風(feng)化(hua)程度和淺(qian)層地下結(jie)構等方(fang)面(mian)的科學(xue)成果。近日,中國科學(xue)院空天(tian)信(xin)息創新(xin)研究院遙感科學(xue)國家重點實驗室(shi)的研究成果發表在(zai)(zai)(zai)國際期刊《Journal of Geophysical Reasearch:Planets》。科研團(tuan)隊通過(guo)分(fen)析巡視區石塊的光譜特征,推斷石塊很可能(neng)源自古老的芬森(sen)(sen)撞(zhuang)(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng),空間分(fen)布(bu)特征表明(ming)它們是(shi)新(xin)鮮出(chu)露(lu)的撞(zhuang)(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)濺(jian)射物。這些石塊由芬森(sen)(sen)撞(zhuang)(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)濺(jian)射過(guo)來后原本(ben)埋藏在(zai)(zai)(zai)月(yue)壤之(zhi)中,后期由于(yu)織女撞(zhuang)(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)濺(jian)射物的撞(zhuang)(zhuang)(zhuang)擊(ji)挖(wa)掘作(zuo)用而(er)暴露(lu)在(zai)(zai)(zai)月(yue)表。

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
多項研(yan)究揭(jie)示(shi),嫦娥四號(hao)著陸區(qu)(qu)被35億(yi)年前形成的(de)(de)(de)(de)(de)芬森撞(zhuang)擊坑的(de)(de)(de)(de)(de)濺射物(wu)覆蓋。這些濺射物(wu)經歷長(chang)時(shi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)演化后,形成了一層大(da)約12米厚的(de)(de)(de)(de)(de)細粒月球(qiu)土(tu)壤(rang)。而在(zai)(zai)第3和13月晝期間(jian),“玉(yu)兔(tu)二號(hao)”月球(qiu)車發現巡(xun)視(shi)區(qu)(qu)存在(zai)(zai)較多的(de)(de)(de)(de)(de)石(shi)(shi)塊(圖2)。“玉(yu)兔(tu)二號(hao)”月球(qiu)車通過詳細的(de)(de)(de)(de)(de)就位探測(ce),獲得了兩塊代表性石(shi)(shi)塊的(de)(de)(de)(de)(de)光譜和周圍地貌的(de)(de)(de)(de)(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
光譜對(dui)比(bi)結果顯示(圖 3),石塊(kuai)的(de)光譜吸(xi)收(shou)特征與(yu)芬(fen)森撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)物(wu)質的(de)光譜吸(xi)收(shou)特征較為接近(jin),而與(yu)馮·卡門撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)內(nei)部玄(xuan)(xuan)武巖的(de)光譜吸(xi)收(shou)特征差異(yi)較大。這(zhe)說明了這(zhe)些(xie)石塊(kuai)并非是本地玄(xuan)(xuan)武巖,而它們極有可能源自芬(fen)森撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)濺射物(wu)。

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(yu)兔二號”月(yue)(yue)球車在第13月(yue)(yue)晝(zhou)期間發現(xian)的(de)(de)石塊(kuai)(kuai)(kuai)主要(yao)分布在一(yi)個(ge)撞(zhuang)擊(ji)坑的(de)(de)周(zhou)圍(wei)。石塊(kuai)(kuai)(kuai)的(de)(de)總體密度隨著(zhu)距撞(zhuang)擊(ji)坑坑沿(yan)距離的(de)(de)擴大(da)而逐(zhu)漸降低(di),且(qie)部分石塊(kuai)(kuai)(kuai)沿(yan)特(te)(te)定方向(xiang)呈鏈狀分布(圖4)。石塊(kuai)(kuai)(kuai)的(de)(de)空間分布特(te)(te)征表(biao)明它(ta)們是當前撞(zhuang)擊(ji)坑的(de)(de)濺(jian)射物(wu)。這個(ge)撞(zhuang)擊(ji)坑呈橢圓狀,長(chang)軸方向(xiang)為西北—東南(nan)向(xiang)。持續不斷的(de)(de)(微)隕石撞(zhuang)擊(ji)和晝(zhou)夜(ye)溫差(cha)引起的(de)(de)熱(re)脹冷縮導(dao)致(zhi)月(yue)(yue)表(biao)出(chu)露(lu)(lu)的(de)(de)石塊(kuai)(kuai)(kuai)在幾千萬年內便逐(zhu)漸破(po)碎消失。周(zhou)圍(wei)留存的(de)(de)大(da)量(liang)石塊(kuai)(kuai)(kuai)說明撞(zhuang)擊(ji)坑是一(yi)個(ge)新鮮撞(zhuang)擊(ji)坑,這些石塊(kuai)(kuai)(kuai)的(de)(de)出(chu)露(lu)(lu)時間比較短。

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
已有研究結果(guo)顯示,位(wei)于著陸(lu)(lu)區西(xi)北方(fang)向的(de)(de)織女撞擊(ji)(ji)坑(keng)的(de)(de)一條濺(jian)射(she)紋(wen)恰好穿過了著陸(lu)(lu)點附近(jin)區域,而濺(jian)射(she)紋(wen)內常(chang)常(chang)可(ke)見由濺(jian)射(she)物(wu)形成的(de)(de)二次撞擊(ji)(ji)坑(keng)。“玉兔(tu)二號”巡視區確實還能觀察到若干個內部和周邊均(jun)存在(zai)碎塊狀物(wu)質的(de)(de)米級和亞米級的(de)(de)新鮮(xian)(xian)撞擊(ji)(ji)坑(keng)(圖 5)。結合橢圓撞擊(ji)(ji)坑(keng)的(de)(de)長軸方(fang)向推(tui)斷,這(zhe)些新鮮(xian)(xian)撞擊(ji)(ji)坑(keng)應當(dang)為(wei)織女撞擊(ji)(ji)坑(keng)濺(jian)射(she)物(wu)形成的(de)(de)二次撞擊(ji)(ji)坑(keng)。

圖5“玉兔二號”月球車巡視區域的新鮮撞擊坑
基于(yu)以上分析,本研究認為“玉兔二號”月球車觀(guan)察到的(de)石(shi)塊實際源自古(gu)老的(de)芬森撞(zhuang)擊坑,它(ta)們原本埋藏在(zai)著(zhu)陸區(qu)月壤之(zhi)中,后期由于(yu)織(zhi)女撞(zhuang)擊坑濺射物的(de)撞(zhuang)擊挖掘作用而暴露在(zai)月表。織(zhi)女撞(zhuang)擊坑的(de)定年結果揭(jie)示(shi)這些石(shi)塊已在(zai)月表存在(zai)了大約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】