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玉兔月球车研究成果出炉科学家解密月壤-【新闻】

发布时间:2021-05-27 17:52:09 阅读: 来源:扫地机厂家

“玉兔”月球车研究成果出炉 科学家解密月壤

月球表面有灰暗的部分和明亮的区域,亮区是高地,暗区是平原或盆地等低陷地带。林杨挺介绍,雨海盆地是月球上最大的撞击盆地,也是最重要的区域之一。“美国的阿波罗号和苏联的无人月球探测器曾经从月球上采样返回,采样点总共9个,但它们都没有落在雨海盆地。”林杨挺说,“整个月球,现有的这几个点显然是很不够的,不能完全代表全月球。因此,嫦娥三号降落在雨海盆地中,并且玉兔在着陆区展开探测活动,所获取到的数据进一步丰富了我们对月球的认识。”

不仅如此,环雨海盆地周边还富集稀土、放射性元素等,很可能是从盆地底部挖掘出来的。林杨挺介绍,稀土、放射性元素等在岩浆冷却过程中不进入到结晶出的矿物中,而是偏向于留在熔体中。这样,最后剩下的一点点岩浆中就非常富集这些元素。月球形成的假说中,就预言在月壳和月幔之间会有一层由这最后的岩浆固结形成的物质,富集稀土和放射性元素。“因此,研究清楚这一地区,对我们认识月球的形成历史有重要意义。”

雷达实测:校正月壤厚度

嫦娥三号玉兔月球车搭载了测月雷达,其任务之一是探测月球土壤的厚度,这是人类探月以来首次在月球表面直接进行雷达探测。探测结果显示玉兔月球车轨迹下方的月壤平均厚度为5米左右。林杨挺说:“我认为用这个方法取得的数据非常准确,打个比方,几乎和人上去直接挖个坑来测量月壤厚度差不多。”

这一实测数据将校正科学家之前对月壤厚度的推测。在此之前,月壤的厚度是采用间接的方法进行估算的,推测月海区域的月壤厚度约为2~4米。“月壤是小行星砸出来的,因此年龄越老的地方,月壤就越厚。如果对月球上一些区域估算的月壤厚度与月表年龄作图,得到一条相关的年龄-厚度曲线,那么玉兔相当于为这一曲线设定了一个基准点。玉兔的实测月壤厚度显著高于之前的预期,这表明以前月壤的厚度被低估了。”

月球土壤中含有丰富的氦-3和氢,其中氦-3是未来核聚变的主要能源,而氢不仅可以合成水,还适合用于宇宙航行的能源——虽然离实际应用还很遥远。林杨挺说:“我们测出月壤的厚度,就能较准确估算出月壤的总量及相应的资源储量,这对未来开发月球资源具有十分重要的意义。”

光谱和粒子激发X射线谱仪:测定月壤的矿物和化学成分

林杨挺说:“光谱是用来探测月壤和岩石的矿物组成的,粒子激发X射线谱仪是用来探测其化学成分的。让我惊喜的是,粒子激发X射线谱仪能够检测出4种含量不到万分之二的微量元素。”

根据粒子激发X射线能谱获得的数据,获得了月壤中镁、铝、硅、钙、钛、钾、铬、铁、锶、钇、锆和铌在内12个元素的含量,其中后4种为微量元素。“月海充填的都是玄武岩,主要成分相似,但微量元素的含量可以有非常大的差异。地球化学家习惯用微量元素来区分看似相似岩石的不同成因和来源”林杨挺说,这些微量元素具有非常重要的指示意义,“指示该玄武岩从月球深部的月幔形成,然后在上升途中,混进了月球最晚固结的富稀土和放射性元素的物质”。

月球在晚年仍可很活跃

大部分科学家认为,月球在距今39亿年左右可能经历了高强度的小行星轰击阶段,形成了月面上大大小小的撞击盆地,之后距今38亿~31亿年间,这些盆地被火山不断喷发出的玄武岩浆所充填。此后,月球进入晚年,岩浆活动趋于停止,月球变得冰冷坚硬。

林杨挺说,月表撞击坑的统计数据表明,雨海盆地位于嫦娥三号着陆区的玄武岩很年轻,很可能是在25亿年左右之前喷发出来的,但是不知道它的厚度是多少。

“我们从测月雷达的数据中解译出月壤之下的深处有3个界面,代表了3套玄武岩的厚度,其中最上面一套,即最晚一期玄武岩厚达195米,这表明月球岩浆活动的晚期,也就是约25亿年前,仍存在巨量的玄武岩浆喷发。”(本报记者 齐芳 本报通讯员 张巧玲)

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