今年1月,中國航天人創(chuàng)造歷史,破天荒地首次將探測器著陸在了月球背面。現(xiàn)在,這次探測任務又投下了一枚重彈:首次發(fā)現(xiàn)月幔材料并將其用于科學研究。
玉兔2號與嫦娥4號,利用反射輻射分析了著陸地點的礦物質。它們發(fā)現(xiàn),地層中富含兩種礦物并不屬于典型的月殼。該研究今日發(fā)表于《自然》期刊上。該研究的作者稱,這些礦物代表著月幔的上層材料。
如果證實,月幔巖石將顛覆研究人員對月球內部活動的看法,并可能有助于解開關于月球成因和演化的長期謎題。
“如果這確實是月幔的一部分,那就太了不起了?!庇匀粴v史博物館的行星科學教授Sara Russell說道。
我們對月球的成因、月球如今活動等的了解,大多來自于美國阿波羅探月任務所帶回的樣本。阿波羅探月任務全都著陸在月球正面,獲取的巖石樣本十分珍貴,但只能證明一部分真相,因為,這些樣本都是從月球一塊非常小的區(qū)域獲取的。月幔,即月殼之下堅硬的一層,曾經(jīng)非常熾熱,而且更像是牙膏一樣。月幔神秘無比,幾十年來,科學家們一直渴望能獲取月幔樣本。
Russell說,真正的月幔樣本,將會是“至關重要的一片拼圖”。不過,一些研究者也表達了現(xiàn)階段對該論斷的不確定性。
美國圣母大學的月球地質專家Clive Neal稱:“這一進步令人興奮,”但是,在他認為下定論之前,應該研究一下是否還有其它解釋。
挖掘歷史
嫦娥4號探月任務無疑是史無前例的。之前所有在月球的成功著陸,無論是美國還是蘇聯(lián)完成的,都只著陸在月球正面,一部分原因在于降落在背面需要解決諸多難題。
如今,中國是第一個也是唯一一個在月球背面擁有巡游器的國家。嫦娥4號的著陸地點在馮·卡門撞擊坑,位于巨大的南極·艾特肯盆地當中。這個古老的盆地直徑約2490千米,是太陽系最大的撞擊坑之一。因此,這個地點是尋找月幔的潛在地點,這也是中國國家航天局渴望在此著陸的原因之一。
美國西南研究院的行星科學家Bill Bottke稱:“那場撞擊的數(shù)據(jù)模型顯示,撞擊應該轟開了月殼,并發(fā)掘出了下面的月幔物質?!?/p>
他補充說:“如果你想在什么地方找到月幔物質,南極-艾特肯盆地肯定是最佳地點?!?/p>
科學家推斷,月球初期,其表面覆蓋著一片巖漿海洋。隨著月球逐漸冷卻、硬化,密度較大的礦物質會停留在這片海洋的下層,而密度較小的礦物會浮到上層。因此,最終形成的月殼、月幔的地質化學成分應該彼此顯著不同。
在馮·卡門撞擊坑里巡游的玉兔2號上搭載有光譜儀。根據(jù)光譜儀的分析結果,它發(fā)現(xiàn)了至少兩種礦物:低鈣輝石和橄欖石。此前,有數(shù)據(jù)模型預測了月幔上層可能含有的礦物質,而玉兔2號的這一發(fā)現(xiàn),恰好與該預測相符。
研究人員猜想,當整個盆地形成時,撞擊使月幔物質遍布到了月球表面。之后,威力較小的一次撞擊形成了較小的芬森撞擊坑。研究團隊推斷,后一次撞擊事件把之前濺出的月幔物質拋射到了附近的馮·卡門撞擊坑。
兩顆星球的故事
該研究論文的作者、中科院的李春來研究員稱,如果這次發(fā)現(xiàn)的樣本真的是月幔物質,那么,其成分不僅記錄了月球的巖漿與熱的演化,地球早期歷史的某些奧秘也隱藏在月球地下。
目前接受度最高的理論認為,一顆原行星撞向年輕的地球,大量陸地材料濺入太空,后來形成了月球。地球在板塊構造過程中,喪失了最古老的地質歷史。但是,在不怎么自毀的月球肚子里,可能還蘊藏著地球的古老編年史。
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