我科學家揭示月背月壤粗細規(guī)律
如何了解神秘的月壤內部?我國科學家有了一雙“透視眼”。
記者5月18日獲悉,基于“嫦娥四號”獲取的可透視月壤內部狀態(tài)的月面雷達數(shù)據(jù),深圳大學深空與深地學科交叉研究團隊等研究人員首次發(fā)現(xiàn),月球表面年齡與月壤內部非均勻性呈正相關。
論文第一作者、我國探月工程“嫦娥四號”任務科學研究核心團隊成員、深圳大學高等研究院助理教授丁春雨博士告訴科技日報記者,這是國際上首次獲知月球表面年齡與月壤內部非均勻性的關系,其普適性涵蓋了月球幾乎所有月海區(qū)域。研究量化了月球背面月壤內部非均勻性的程度,為研究月球表層環(huán)境變化和資源探測奠定了重要基礎。相關成果近日發(fā)表于國際學術期刊《天文學與天體物理學》。
長期以來,月壤內部的非均勻性是困擾科學家們的難題。論文共同通訊作者、深圳大學土木與交通工程學院教授黃少鵬解釋,月球表面地質年齡不同的地區(qū),月壤內部性質存在差異,體現(xiàn)為月壤物質成分和粗細結構分布不均勻。以往科學家用光學手段觀測月球表面的非均勻性,但光學手段不具備穿透性,因此月表以下月壤內部的非均勻性一直無人知曉。丁春雨表示,“嫦娥四號”任務攜帶的“玉兔二號”巡視器搭載的月球表面穿透雷達,就好似一部給月球做CT的儀器,可透視月球表層之下深數(shù)十米的物質,為研究月壤內部的非均勻性提供了難得機會。
丁春雨介紹,研究采用了“玉兔二號”在“嫦娥四號”著陸點附近17個月晝(月球1個晝夜約相當于地球一個月)行走約443.35米所探測的雷達數(shù)據(jù)。“由于無法直接從觀測數(shù)據(jù)中得到月壤內部非均勻性的參數(shù),團隊構建了月壤層模型,通過模擬電磁波在月壤層模型中傳播,得到了模擬觀測數(shù)據(jù)!倍〈河瓯硎,模擬數(shù)據(jù)與實際觀測數(shù)據(jù)相似,表明月壤層模型符合實際月壤結構。
基于雷達模擬數(shù)據(jù)與觀測數(shù)據(jù)對比,研究團隊得到“嫦娥四號”和“嫦娥三號”著陸區(qū)月壤內部的非均勻長度分別約為20厘米和13厘米。丁春雨解釋,這說明“嫦娥四號”著陸區(qū)月壤內部物質的聚集程度比“嫦娥三號”更高。
“嫦娥四號”和“嫦娥三號”著陸區(qū)月表地質年齡分別約為37億年和25億年,研究團隊多次討論后敏銳發(fā)現(xiàn),月壤內部的非均勻性與月球表面地質年齡可能存在很強烈的關系。
研究表明,月球表面地質年齡老的地區(qū),月壤內部的非均勻聚集程度越高;反之,地質年齡輕的區(qū)域,月壤內部有更多的碎塊物質,物質之間相對疏離。丁春雨分析,這是因為地質年齡越老的地區(qū),其表面物質受到的空間風化作用時間越長,例如遭到隕石撞擊的頻率更高,導致表面物質顆粒逐漸細化,空間兩點之間的物質更為聚集。
“這項研究是團隊攻克月壤內部秘密的一部分!秉S少鵬說,“未來,我國月球探測任務將攜帶類似的雷達‘透視眼’著陸于月球南極,這將為全面研究月球表層不同地質單元的非均勻性提供更多可能!庇浾 唐 芳
(責任編輯:支艷蓉)