月球从何而来? “嫦娥”正接近答案

月球从何而来? “嫦娥”正接近答案
冯·卡门碰击坑  广寒宫中,嫦娥枯坐,玉兔捣药,这是陈旧神话中的月球。碰击坑、环形山,坑坑洼洼,这是现代印象图中的月球。但月球深处有什么,是长久以来都没有答案的谜题。  日前,世界期刊《天然》在线发布我国月球勘探范畴的一项严重发现。中国科学院国家天文台月球与深空勘探研讨部主任李春来领导的研讨团队使用嫦娥四号就位光谱勘探数据,证明了月球反面南极—艾特肯盆地(SPA)存在以橄榄石和低钙辉石为主的深部物质,为回答长时刻困扰国内外学者的有关月幔物质组成的问题供给了直接依据。  关于月球构成有哪些假说和理论?现代科学又供给了哪些依据?这项最新发现对完善月球构成与演化模型的启示终究是什么?  月幔成分事关月球演化  “关于月球的构成和演化存在多种理论和模型,其间在月球构成方面的假说和理论就包含割裂模型、捕获模型、共增生模型和巨磕碰模型四种。”李春来承受科技日报记者采访时说。  其间,割裂模型假定前期地球旋转特别快,致使本身滚动变得不安稳,然后构成赤道区域的物质被甩入轨迹生成月球。捕获模型以为,月球构成于太阳系的另一个当地,最终因近距离遇到地球,经重力捕获然后进入一个受约束而安稳的绕地运转轨迹。  而共增生模型以为,在地球增生期间,经过多种机制或许会构成一个盘绕地球的星体物质盘,这个星体物质盘在地球整个增生期间都存在,月球由较小的绕日抛射物构成。  不过,现在被遍及认可的是巨磕碰模型。“依据这项理论,月球构成于太阳系构成的前期。其时的地球与一个火星巨细的天体发作磕碰,磕碰抛出的地壳和上地幔物质在地球轨迹上重复累积增生,然后构成月球。”李春来说。  “关于月球前期演化的假说和理论首要为闻名的岩浆洋理论。由大磕碰和累积增生相伴的能量开释发生了大规模的熔融,即岩浆洋,伴跟着熔融体晶出物的密度别离,构成了低密度、富斜长石的月壳,而如橄榄石、辉石等较重的矿藏则下沉构成月幔。”李春来通知科技日报记者。  现代科学为这些假说和理论供给了很多依据。首先是在月壳中富含斜长石的依据。经过阿波罗(APOLLO)号从月球带回样品中月海玄武岩的化学和岩石学研讨,现已证明月海外表富含斜长石;一起遥感获取的铁(Fe)、镁(Mg)、铝硅(Al/Si)、镁硅(Mg/Si)等数据阐明月球高地月壳也是斜长岩质的。  “深部月壳及月幔的物质成分现在仍存在着较大争议,确认其物质成分是这次研讨的一个重要方针。”李春来说。  着陆区域的挑选是要害  为何了解月幔物质组成关于了解月球构成很要害?“月幔占月球体积和分量的首要部分,了解了月幔物质组成可以查验岩浆洋理论的正确性,然后修正和完善月球构成和演化的理论模型。”李春来解释道。  曩昔,美国阿波罗使命和苏联月球使命回来的月球样品中没有发现与月幔精确物质组成有关的直接依据。李春来和研讨团队为何能拿到要害性依据?  “这次之所以可以拿到要害性依据或取得打破的要害因素,首要在于嫦娥四号着陆区域的挑选。”李春来说。  美国阿波罗使命和苏联月球使命均在月球正面着陆,且着陆区域没有坐落巨大的碰击坑内部,因而不太或许发现代表月球深部的月幔物质成分。  而嫦娥四号着陆于月球反面南极—艾特肯盆地内。“艾特肯盆地是整个月球上最大、最深和最陈旧的碰击盆地,被以为是最有或许撞穿月壳、暴露出月球深部物质的区域。”李春来说。  嫦娥四号勘探器着陆点坐落艾特肯盆地内的冯·卡门碰击坑内部,该区域被芬森(Finsen)碰击坑的溅射物所掩盖,而芬森碰击坑是由小天体碰击艾特肯盆地内部外表而构成,其犹如在艾特肯盆地外表打了一口“深钻井”,进一步将艾特肯盆地外表以下更深部的物质成分发掘出来。  嫦娥四号的最新发现关于完善月球构成与演化的岩浆洋理论具有重要意义。“假如嫦娥四号的勘探成果发现月幔的物质成分与岩浆洋理论猜测的物质成分不一致,则可以对岩浆洋理论进行修正和完善,乃至提出新的理论。”李春来表明。  经过剖析研讨成果,李春来研讨团队以为,月幔物质成分富含橄榄石的猜测仍不能被扫除,上月幔的物质成分很或许首要由橄榄石和低钙辉石组成。  有待更多数据验证成果  来自芬森碰击坑的物质是揭开月幔深处奥妙的要害。“芬森碰击坑是艾特肯区域内比较年青的碰击坑,溅射物散布较少遭到后续碰击事情的影响,且月球没有经历过板块构造运动,也不会遭到如地球大气、水、风沙等的侵蚀效果。”李春来说。  不过,跟着时刻的消逝,芬森碰击坑的溅射物会遭到空间风化效果的影响,如剧烈的温度改变、高能粒子的炮击和微陨石碰击。这会使得溅射物发作物理和化学改变。“物理改变首要为破坏和熔结效果,即岩石和矿藏破碎成更小的碎屑,熔结效果会构成熔结碎屑,化学改变首要是某些矿藏的崩解和纳米相铁的发生,使得月壤的成熟度添加。”李春来说。  本次研讨的要害数据是玉兔2号所带着的红外成像光谱仪(VNIS)获取的着陆区两个勘探点高质量光谱数据。这意味着,VNIS在冯·卡门坑内取得的是部分区域的光谱数据,那么,它能用来阐明整个月幔的物质组成状况吗?  李春来通知科技日报记者:“本次研讨成果暂时不能阐明整个月幔的物质组成状况。经过VNIS在冯·卡门碰击坑内部分区域的光谱数据,咱们开始以为艾特肯盆地的大型碰击事情应是撞穿了月壳,发掘出了该区域的上月幔物质成分。”  “一起,咱们也以为该区域月幔物质成分不能扫除富含橄榄石的或许,且该区域上月幔的物质成分很或许首要由橄榄石和低钙辉石组成。”李春来着重。  李春来表明,跟着后续勘探使命的履行,获取的有用勘探数据会越来越多。研讨团队将重视后续光谱数据的剖析研讨工作,进一步剖析验证本次的研讨成果。(记者 代小佩)