2020年11月24日4時(shí)30分
長征五號(hào)遙五運(yùn)載火箭點(diǎn)火升空
托舉嫦娥五號(hào)探測器送入預(yù)定軌道
意味著人類時(shí)隔44年
再次從月球帶回了巖石和土壤樣品
上一次月球采樣返回任務(wù)
是1976年蘇聯(lián)的月球24號(hào)
美國在阿波羅十一號(hào)成功登月之后,進(jìn)行了6次發(fā)射任務(wù),其中有5次都獲得了成功,一共將12名宇航員送上了月球,帶回來了382公斤的月球土壤。
中美兩國于1979年1月1日正式建交;而就在這前夕的1978年,美國國家安全事務(wù)顧問布熱津斯基訪華時(shí),為表示友好,向中國贈(zèng)送了1克月巖。地質(zhì)學(xué)家將1g月壤等分成兩份,每份重量0.5g,一份用于研究,另一份用來展覽。
如今,我們自己從月球帶回1731克月壤!
北京時(shí)間2022年10月10 日,國際科學(xué)期刊《自然 · 通訊》(Nature Communications)在線發(fā)布我國嫦娥五號(hào)樣品的一項(xiàng)研究成果。中國科學(xué)院國家天文臺(tái)李春來、劉建軍研究員領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì),結(jié)合嫦娥五號(hào)月球樣品的實(shí)驗(yàn)室分析結(jié)果和遙感探測數(shù)據(jù),解答了過去對(duì)月球晚期玄武巖遙感光譜解譯的疑惑,糾正了月球晚期玄武巖獨(dú)特遙感光譜特征的物質(zhì)成分解譯結(jié)果。
根據(jù)以往地基望遠(yuǎn)鏡和月球軌道器遙感光譜數(shù)據(jù)的分析,普遍認(rèn)為月球正面西部晚期月海玄武巖覆蓋的區(qū)域富含橄欖石,這是約束月球晚期玄武巖成因的重要因素。然而該推論是否正確,由于缺乏實(shí)際樣品的分析而無法證實(shí)。嫦娥五號(hào)成功著落于月球風(fēng)暴洋東北部的玄武巖平原,返回樣品的研究顯示其玄武巖的年齡僅為20億年,是月球上最年輕的玄武巖地層。嫦娥五號(hào)任務(wù)采集的月壤樣品,作為從月球晚期玄武巖區(qū)域返回的唯一地面真值,為我們研究月球晚期火山活動(dòng)提供了寶貴的機(jī)會(huì)。
基于此,中國科學(xué)院國家天文臺(tái)李春來、劉建軍研究員團(tuán)隊(duì)結(jié)合嫦娥五號(hào)月球樣品的實(shí)驗(yàn)室分析結(jié)果和遙感探測數(shù)據(jù)(ASD FieldSpec 4),解答了過去對(duì)月球晚期玄武巖遙感光譜解譯的疑惑,糾正了月球晚期玄武巖獨(dú)特遙感光譜特征的物質(zhì)成分解譯結(jié)果。研究團(tuán)隊(duì)通過對(duì)返回月壤樣品開展實(shí)驗(yàn)室光譜和X射線衍射分析,與以往獲取的月球樣品進(jìn)行對(duì)比,并結(jié)合電子探針分析的數(shù)據(jù)結(jié)果,證明嫦娥五號(hào)月壤的光譜特征主要是由其富含的富鐵高鈣輝石引起,而非富含橄欖石所致。由于國外歷次月海采樣任務(wù)鮮有以富鐵高鈣輝石為主的月壤樣品,加之富鐵高鈣輝石晶體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)在光譜特征上與月球上常見的橄欖石光譜相近,導(dǎo)致了月球晚期玄武巖的遙感光譜被錯(cuò)誤地解譯為富含橄欖石。為了解決富鐵鈣輝石與富橄欖石月壤光譜的易混性,研究團(tuán)隊(duì)基于大量地面實(shí)測的橄欖石和輝石混合物光譜數(shù)據(jù),提出了一種新的基于光譜參數(shù)判別月壤中橄欖石含量的遙感光譜反演方法,能夠有效地解決月表富橄欖石區(qū)域和富鐵鈣輝石區(qū)域的區(qū)分和圈定問題,為利用遙感光譜數(shù)據(jù)探測月表主要礦物成分和分布提供了新的方法。
【結(jié)果】
嫦娥五號(hào)與LSCC土壤樣品的光譜形狀比較。
嫦娥五號(hào)樣品與純輝石、以前的月壤和玄武巖樣品的光譜參數(shù)比較,以及月球礦物繪圖儀(M3)軌道光譜。
【結(jié)論】
月表其他被認(rèn)為是晚期玄武巖覆蓋的區(qū)域與嫦娥五號(hào)著陸區(qū)有著相似的光譜學(xué)和地球化學(xué)特征(如鐵、鈦含量),這說明它們可能具有與嫦娥五號(hào)樣品相似的巖石礦物學(xué)組成,都應(yīng)是以富鐵的高鈣輝石為主,而非過去遙感光譜推測的橄欖石為主。結(jié)合月球晚期玄武巖的分布范圍、持續(xù)時(shí)間及覆蓋厚度的特點(diǎn),晚期玄武巖的熱源在強(qiáng)度上較弱,但可能在很大范圍內(nèi)長期穩(wěn)定和活躍,形成該熱源的機(jī)制可能包括月球表面厚風(fēng)化層(megaregolith)的覆蓋和地球與月球之間的潮汐作用。本研究對(duì)回答關(guān)于月球晚期玄武巖物質(zhì)組成的問題,深化對(duì)月球熱演化歷史,特別是月球晚期火山活動(dòng)特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)具有重要意義。
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