科技日报记者 陆成宽
记者17日从中国科学院国家空间科学中心获悉,该中心科研人员系统分析了月球阿波罗盆地内斜长岩的出露情况,成功识别出了51处纯斜长岩出露点。它们分布在阿波罗盆地的北缘、南缘、盆底及中央峰环结构上,这意味着嫦娥六号从阿波罗盆地带回的月球样品,或包含代表原始月壳成分的斜长岩。相关研究发表于《地球物理学研究杂志:行星》。
月球正面和背面为什么不同,一直是个谜。科学家认为,早期月球像个滚烫的岩浆海,冷却时,富含钙的斜长岩因为自重较轻浮到表面,形成了最古老的原始月壳。过去,美国的阿波罗任务从月球正面带回过这种斜长岩样品,但样本代表性不足,且空间覆盖范围有限。月球背面的原始月壳与正面是否一样,学术界一直不太清楚。
嫦娥六号从月球背面阿波罗盆地带回的样品,为解答这一问题带来了希望。然而,阿波罗盆地位于月球南极-艾特肯盆地东北缘,该区域被撞击多次,月壳较薄,地质非常复杂,各种物质混在一起。这给科学家解读嫦娥六号样品带来了不小的挑战。
在这项最新研究中,科研人员利用“月亮女神”月球探测器多波段成像仪获取的观测数据,并与已知的月球岩石数据库、模拟光谱以及阿波罗任务带回的斜长岩样品进行比对,成功找到了51处明显含有斜长岩的岩石出露点。分析显示,这些地方的斜长石纯度极高,属于纯斜长岩。“它们主要暴露在较晚形成的撞击坑的坑壁和中央峰上,像是被撞击事件挖掘出来的。”论文第一作者、中国科学院国家空间科学中心副研究员郭弟均说。
嫦娥六号着陆区位于阿波罗盆地南部月海平原区域,周边分布多个含纯斜长岩出露点的撞击坑。模拟计算显示,这些含斜长岩的撞击坑溅射出来的物质,在嫦娥六号着陆点堆积了超过10厘米厚。这意味着,嫦娥六号在挖取月壤时,极有可能会挖到这些来自月球最古老外壳的碎片。同时,阿波罗盆地里还存在一些可能来自月幔的低钙辉石。因此,嫦娥六号带回来的“月球土特产”,很可能同时包含原始月壳和月幔物质。
论文通讯作者、中国科学院国家空间科学中心研究员刘洋表示,这项研究加深了我们对月球背面这片区域原始月壳分布的认识,能够有力支撑嫦娥六号样品的研究,为研究月球岩浆洋冷却过程、月壳-月幔演化等月球早期历史提供了重要参考。
(中国科学院国家空间科学中心供图)