猜猜我在月亮上发现了啥

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原作:Deborah Byrd

翻译:王延昕

校译:鄢淑澜

编排:邱晓磊

原文链接:

中国首个月背探测器的早期探测论文现已发布!中国科学家利用来自月球背面陨石坑的实测数据来识别月球表面的物质,而这些物质可能曾深埋于月球内部。

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左图是月球朝向我们的这面,上面标有中美俄航天器的着陆点。而右图是月球背面,中国嫦娥四号是迄今为止唯一访问它的探测器。颜色标度表示月球表面的高度。注意嫦娥4号安坐在一个巨大的陨石坑内。

图片来自Nature

2019年1月3日,一艘名为嫦娥四号的中国探测器有史以来第一次成功降落在月球的背面,它的着陆点位于南极

艾特肯盆地内的冯·卡门环形山内。近期中国科学家在收集了第一批陨石坑表面实地数据后,发表了嫦娥四号任务的早期科学成果论文。中国科学家们报告了嫦娥四号着陆点附近的物质检测结果,他们认为这些物质与月球表面的大多数样本
“明显不同”
。科学家们说他们相信这种物质可能来自月球深处——月幔,这是一个与月壳和内核不同的地质层。在月球背面探测月幔物质是嫦娥四号的主要任务之一,为月球演化的研究提供有力资料。2019年5月15日,这篇论文发表在国际科学期刊《自然》上。

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像地球一样,月球内部也有层次。月球有3个不同的层,即月壳,月幔和核心。

图片来自PlanetFacts。

如同内太阳系中其他行星,月球被认为在其最初形成后不久经历过这样一个阶段——岩浆海洋或熔岩曾覆盖其表面。中国科学院的一份报道中这样解释道:

“随着岩浆海洋开始平静和冷却,较轻的矿物质漂浮到顶部,而较重组分则下沉。岩浆顶部凝固成一片月海玄武岩,之下包裹着一层密集的矿物,如橄榄石和辉石。”

月球最终在其内部形成了明显不同的层。当太空岩石撞击月球表面时,来自月幔的物质很可能因此到达月球表面。
根据科学家的解释,这些撞击破坏了月球的外壳并溅射出月幔的碎片。中国科学院国家天文台的李春来研究员是嫦娥四号地面应用系统的总指挥,也是这篇论文的第一作者。他说:

“了解月幔的成分对于测试岩浆海洋是否如假设的那样存在至关重要,它还有助于促进我们对月球的热和岩浆演化的理解。”

这些科学家还指出,月球的演化可能为了解地球和其他类地行星的演化“提供了一个窗口”。那是因为月球没有大气层和天气变化,当然也没有风或水的侵蚀。它的表面相对不受影响,更像地球的早期行星表面。

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这就是月球背面南极 –
艾特肯盆地内的冯·卡门环形山,嫦娥四号探测器就在这里着陆。

图片来自 Wikimedia Commons

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嫦娥四号登陆点附近的景观。

图片来自NAOC / CNSA / 中国科学院

南极 –
艾特肯盆地极为辽阔,这个撞击盆地绵延约1,500英里。它是太阳系中最大的撞击陨石坑之一,也是月球上最古老、最大的地质结构。李春来和他的团队将嫦娥四号降落在冯·卡门环形山内,相比之下这是一个更小,更年轻的撞击坑,在相对较近的撞击事件中创造出来的。探测器降落后,玉兔2号巡视器与着陆器分离。而中国科学家们的发现就是基于玉兔2号穿越冯·卡门环形山时收集的光谱数据。他们期望在那里找到月幔物质,因为创造整个盆地的原始撞击事件击穿了月球的外壳。

而他们所发现的东西令人感到困惑——在平坦区域玉兔2号只是发现了微量的橄榄石而已,橄榄石是地球上地幔的主要成分。李春来说道:

“南极 –
艾特肯盆地内部缺乏丰富的橄榄石成为一个难解之谜,难道月幔富含橄榄石的预测不正确?”

另一方面,取自更深撞击坑区域内的样品中反而出现更多橄榄石成分。李春来认为,有一种可能的解释是,月幔由橄榄石和辉石(地球上地幔中的另一种成分)等比组成,而不是其中一种占支配地位。

嫦娥四号的任务计划为12个月,如果一切按计划进行,在2019年底之前它会一直运作。这些科学家表示此任务
“需要更多地探索以更好地了解其着陆点的地质情况,收集更多的光谱数据以验证其最初的发现并充分了解月幔的成分。”

近些年来,中国月球探测计划一直在有条不紊地进行着。中国在2007年发射嫦娥一号首次进入月球轨道,2010年嫦娥二号发射。嫦娥三号在2013年踏上月球并成功释放玉兔1号巡视器。而今嫦娥四号已达月之远端(小编注:月球背面的英文叫the
moon’s far
side),这确实是一个历史性的成就。中国月球计划的既定目标包括在未来的嫦娥五号和嫦娥六号任务中收集月球样本,更计划在2030年之前将中国人送上月球,并可能在月球南极附近建立一个前哨基地!

小编一想到我们有生之年可以看到中国人将五星红旗插上月球就激动万分啊!

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更多嫦娥四号登陆点附近的月球景观。

图片来自NAOC / CNSA / 中国科学院

责任编辑:王延昕

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