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我校教師利用嫦娥四號科學探測數據限定古老月殼的礦物組成


地大新聞網(通訊員黃?。┙?,我校黃俊副教授和肖龍教授所在的行星地質學團隊,在國際地學領域頂級期刊《地質學》,發表了題為《嫦娥四號發現月球背面南極-艾特肯盆地多種巖石類型》的學術論文 。文章報道了我國嫦娥四號探測器在著陸巡視區發現的斜長巖、蘇長巖等多種巖石類型,揭示了古老深部月殼的成分特征。研究結果否定了早先報道的玉兔2號月球車發現了富含橄欖石的月幔物質的認識。

月球南極-艾特肯盆地,是太陽系中已知的最大撞擊構造。馮·卡門撞擊坑,直徑約186公里,位于南極-艾特肯盆地的西北部,形成于前酒海紀。馮·卡門撞擊坑底部,被一次或數次的月海玄武巖淹沒,這些玄武巖上部覆蓋了多個撞擊坑的濺射物。嫦娥四號著陸在馮·卡門撞擊坑內,是第一個在月球背面著陸和進行表面巡視探測的人造探測器,具有里程碑式的意義。

圖1馮·卡門地區遙感影像。紅色十字標示出嫦娥四號著陸點

我校研究團隊,利用嫦娥四號的可見-近紅外光譜儀、降落相機、地形地貌相機、全景相機等等,發現了著陸巡視區內多種巖石類型,包括蘇長斜長巖、蘇長巖和輝長巖等。在第三個月晝,月兔2號月球車發現了一堆碎石塊(圖2),并對其中的一塊巖石(“奇緣”)進行了光譜探測。

圖2“奇緣”巖石的圖像

這是人類首次獲得月球巖石就位探測的可見光-近紅外反射光譜(圖3)。團隊成員進行了詳細的光譜分析,并對比美國阿波羅樣品光譜特征,發現其主要礦物組成為斜長石和輝石,次要組成為橄欖石(含量小于4%)蘇長巖?!捌婢墶焙芸赡苁邱T卡門撞擊坑東北方向的芬森撞擊坑的濺射物,代表了南極-艾特肯盆地挖掘暴露的深部月殼物質。研究結果對于限定古老月殼的礦物組成具有重要意義。

圖3玉兔2號月球車獲得的巖石“奇緣”的光譜及其分析結果(Huanget al., 2020)

該團隊在2018年5月,利用影像、地形和光譜數據,對馮·卡門撞擊坑內著陸區進行了詳細的地質分析,包括地形地貌、礦物成分特征和地層序列(圖4)。成果在國際行星科學主流期刊《地球物理研究·行星》發表,受到了業界的廣泛關注,是該期刊2017-2018年度下載量前20的論文。

圖4 馮·卡門撞擊坑內嫦娥四號著陸巡視區地層序列(Huang et al., 2018)

參與該研究的國內單位還有中科院上海技術物理所、中科院西安光學精密機械研究所、中科院光電技術研究所、中國空間技術研究院北京空間機電研究所、北京航天飛行控制中心。

論文信息:

Jun Huang*, Zhiyong Xiao*, Long Xiao*, Briony Horgan, Xiaoyi Hu, Paul Lucey, Xiao Xiao, Siyuan Zhao, Yuqi Qian, Hao Zhang, Chunlai Li, Rui Xu, Zhiping He, Jianfeng Yang, Bin Xue, Qi He, Jie Zhong, Hongyu Lin, Changning Huang, JianfengXie; Diverse rock types detected in the lunar South Pole–Aitken Basin by the Chang’E-4 lunar mission. Geology.https://doi.org/10.1130/G47280.1

Huang, J., Xiao, Z., Flahaut, J., Martinot, M., Head, J., Xiao, X., et al. ( 2018). Geological characteristics of Von Kármán crater, northwestern South Pole‐Aitken Basin: Chang'E‐4 landing site region. Journal of Geophysical Research: Planets, 123, 1684– 1700.https://doi.org/10.1029/2018JE005577

發表時間:2020-05-06點擊:編輯:張磊

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