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        給月球做CT——我科學家揭示月背月壤粗細規律

        唐 芳
        2022年05月19日09:22 | 來源:科技日報
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          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的月面雷達數據,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現,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,為研究月球表層環境變化和資源探測奠定了重要基礎。相關成果近日發表于國際學術期刊《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,月壤內部性質存在差異,體現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米所探測的雷達數據!坝捎跓o法直接從觀測數據中得到月壤內部非均勻性的參數,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,得到了模擬觀測數據!倍〈河瓯硎,模擬數據與實際觀測數據相似,表明月壤層模型符合實際月壤結構。

          基于雷達模擬數據與觀測數據對比,研究團隊得到“嫦娥四號”和“嫦娥三號”著陸區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現,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,月壤內部的非均勻聚集程度越高;反之,地質年齡輕的區域,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,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!

        (責編:王震、陳鍵)

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