大发快3首页 新闻 政务 图片 要闻 聚焦 县域 专题 文娱 科教 旅游 财经 大发快3论坛 名医 汽车 招聘 数字报 新媒体 返回
大发快3首页  >> 科教 >> 科技前沿 >> 正文

“嫦娥四号”揭开月幔之谜

来源:大发快3网 时间:2019-05-24 09:41

1

2019 年 1 月 11 日,互拍的“玉兔二  号”巡视器(左)与“嫦娥四号”着陆器  (上)。

2

3

新闻背景

5月16日,《自然》杂志发表了来自中国探月  团队的重要突破:“嫦娥四号”在月球背面很可能  首次发现月幔物质,这项发现让人类透过月球表  面,探究月球深处的物质组成,并为完善月球形成  与演化模型提供有力的支撑。

月幔成分之谜

与地球类似,月球自内向外分别由月  核、月幔与月壳构成。45亿年前,诞生之初  的月球被滚热的岩浆海覆盖。不久后,随  着温度逐渐下降,月壳与月幔的分层开始  出现:橄榄石和低钙辉石首先结晶、沉降到  月幔底部;随后,较轻的斜长石结晶上浮,  形成月壳;残余的高密度岩浆最后在月壳  下方固化。

由于月幔上层的矿物密度大于底部的  橄榄石,这时的月幔分层并不稳定。因此,  地球化学家提出了月幔翻转模型,认为大  量橄榄石最终被带到月幔上层,成为上月  幔的主要成分。

这个故事虽然看似合理,但终究只是  理论。要验证这一假说、掌握更精确的月  球矿物构成,就必须对月球进行直接的采  样与测量。

了解月壳相对容易。从苏联的“月球9  号”月球探测器到美国的“阿波罗”载人登  月工程,人类的探测器从月球表面采集、分  析并带回了不少岩石样本。这些样本让大发快3我  们对月壳的成分有着深入的理解。但是,  接触月幔成分则要难得多。

月壳的平均厚度有40千米。即使在地  球上,人类目前最深的钻井也只有12千米,  更不用说在月球上打钻挖出月幔物质了。  

在地球上,由于存在活跃的板块构造  运动,来自地幔的岩浆可以通过火山等构  造流向地表。冷却成岩后,它们成为大发快3大发快3我 们  了解地幔的窗口。\

月球则截然不同。尽管一项本周发表  的最新研究认为月球仍然存在构造活动,甚至能产生“月震”,但要指望月球自身的  微弱运动将月幔物质送至月球表面,绝无  可能。此前人类对月幔的了解,只能通过  记录月震等间接观测手段。那么,人类怎  样才能直接找到来自月幔的物质?

一个可以借助的力量是陨石。当一颗  陨石撞向月球,如同投向水面的石子溅起  的水花,冲击力让撞击地点周围地下的物  质溅起、落在月球表面。如果陨石质量够  大、速度足够快,它就有可能成为一枚“深  钻”,穿透月壳让月幔物质露出表面。

因此,科学家将陨石坑视作发掘月幔  物质的绝佳窗口。而月球最大、最古老的  陨 石 坑 —— 南 极 - 艾 特 肯 盆 地(South  Pole-Aitken basin,以下简称 SPA 盆地)  成为关注的焦点。SPA 盆地位于月球背  面,因此直到 1959 年苏联的月球 3 号探测  器首次拍下月球背面的照片,人类才注意  到它的存在。

据推测,大约42亿年前,一次剧烈的撞  击形成了这个直径 2500 千米的巨型盆  地。此前的模拟计算认为,这次撞击足以  扬起月幔物质。但当卫星遥感开始分析这  片广袤的盆地,结果却有些出乎意料:尽管  SPA 盆地中有大量辉石,但本应随辉石一  同出现的橄榄石却极少出现。

对此,科学家陆续提出了两种可能的  解释:一是形成 SPA 盆地的撞击没有想象  中的剧烈,或许是速度不够快,或许是撞击  的角度太小,总之撞击地点下方的月幔物  质依然睡得很安稳;另一种可能性是,此前  人们建立的月幔翻转模型存在错误,上月  幔中的橄榄石含量没有模型预计的那么  高。如果是这样,那么对于月球演化,尤其  是早期月幔流动模型的认识将被改写。 

月幔的秘密就沉睡在月球的另一侧,  等待着人类探测器的唤醒。

这里有橄榄石,很多!

2019 年1月3日,月球背面的首位访客  终于抵达。它就是“嫦娥四号”。之所以此前  的探月项目都没有选择在月球背面着陆,一  个主要障碍是,月球背面的探测器无法和地  球直接建立无线电通信。为此,中国国家航  天局提前发射了“鹊桥”月球中继卫星,以此  作为探测器与地球间的通信中转站。

经过近 1 个月的飞行,“嫦娥四号”在  SPA盆地内的冯·卡门陨石坑着陆。着陆地  点的选择,一方面考虑了安全性:着陆区地势  平坦,没有可能导致探测器损毁的障碍;另一  方面,研究团队也考虑了发现月幔物质的可  能性。虽然根据此前的遥感分析,产生SPA  盆地的撞击可能没有直接击穿月壳,但撞击  大幅削减了月壳厚度。此前的重力场观测数  据也显示,SPA盆地中部分区域的月壳厚度  可能不足10千米。如果在此基础上再出现  一次陨石撞击,或许月幔成分就能现身了。  而冯·卡门陨石坑,正是叠加在盆地上的又一  次撞击。此外,着陆点周围还有多个陨石坑,  包括最年轻的芬森陨石坑。这些撞击过程如  能产生月幔溅射物,也有可能落在探测器的  观测区域。

在登陆月球的当天,“玉兔二号”月球车  便与“嫦娥四号”分离,踏上月球探测之旅。  “玉兔二号”先后前往着陆点南侧与西北侧的  两个探测点,使用携带的可见光及近红外成  像光谱仪,成功获取了着陆区两个探测点的光谱数据。

领导这项研究的国家天文台李春来研究  员在接受媒体采访时谈道:“大发快3大发快3我 们 一看到数据  就感到眼前一亮,因为‘玉兔二号’探测到的  谱线与此前‘玉兔号’在月球正面探测到的有  很大不同。”

在“嫦娥三号”任务中,“玉兔号”巡视区  域的岩石属于月海玄武岩。中科院国家天文  台和中科院大发快3上海 大发快3技术 物理所组成的研究团队  通过对光谱数据的分析发现,“玉兔二号”巡  视区的月壤光谱吸收特征与上一次探测存在  显著的差异。

进一步的数据分析证实了这一点。在两  处探测点,橄榄石的占比分别为 48%和  55%,低钙辉石含量次之,而月海玄武岩的主  要成分高钙辉石含量很低。这是人类首次在  月球找到高橄榄石含量的岩石样本。这种矿  物组合意味着,其最可能的来源便是上月幔。 

月幔中的物质是怎样出现在月球表面  的?结合遥感与光谱数据,研究人员指出了  一种可能性:关键可能就在于着陆区东北侧  那个直径72千米的芬森陨石坑。陨石的撞  击让盆地下方的月幔物质溅出,其中一部分  恰好落在“玉兔二号”的观测区域。

不过,研究人员也表示,目前的数据只是  初步结论,这些物质是否真正来自月幔、月幔  的确切组成如何,还需要等待后续任务将岩  石样本带回地球,从而开展进一步研究。 

法国蔚蓝海岸天文台的马克·维佐利克  也表示,研究团队需要排除另一种可能性:这  些物质诞生于后期的撞击过程,它们的物质  构成与月幔相似,却不是真正的月幔物质。  此外,根据月球岩浆海的结晶模型,月幔的组  成与此次的发现不尽相同。这意味着月球模  型需要修正,还是说这些物质根本就不是来  自月幔?这些问题都需要进一步研究来判  别。


编辑:chenguo

上一篇: 时速600 公里!安全吗?大发快3大发快3我 们 何时能坐上它“贴地飞行”? 深度揭秘高速磁浮列车
下一篇: 世界最大飞机如何发射火箭

大发快3网大发快3版权 与免责声明:
  ① 凡本网注明"来源:大发快3网"的所有作品,大发快3版权 均属于大发快3网,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的,应在授权范围内使用,并注明"来源:大发快3网"。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。
  ② 凡本网注明"来源:xxx(非大发快3网)"的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递大发快3更多 信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。
  ③ 如因作品内容、大发快3版权 和其它问题需要同本网联系的,请在30日内进行。

新媒体

  • 【政务】丁小强在市委中心组专题学习会议上强调
    【政务】丁小强在市委中心组专题学习会议上强调:把初心化为恒心,把使命化为行动
  • 【政务】市领导调研强调:把大发快3打造成为区域性
    【政务】市领导调研强调:把大发快3打造成为区域性物流中心  大发快3发布  昨天
  • 【政务】武汉海关与市大发快3政府 签署大发快3合作 备忘录:共同
    【政务】武汉海关与市大发快3政府
签署大发快3合作
备忘录:共同推进大发快3开放型经济跨越发展
  • 【关注】上半年,大发快3打掉200个黑恶团伙,刑拘1
    【关注】上半年,大发快3打掉200个黑恶团伙,刑拘1376人!
  • 【政务】丁小强在市扶贫攻坚领导小组专题会商会
    【政务】丁小强在市扶贫攻坚领导小组专题会商会上强调:更加扎实细致地做好脱贫攻坚各项工作