中國玉兔二號分析月球土壤礦物質,或證實月球形成理論

作者 | 發布日期 2019 年 05 月 16 日 18:57 | 分類 天文 , 自然科學 , 航太科技 follow us in feedly

著陸在月球背面的中國玉兔二號探測車,可能在月表首度找到來自月球地函的礦物質。雖然目前還沒有明確樣本,但如果能了解月球地函成分,將進一步解開月球的演化與形成之謎。



月球構造和地球一樣,也分為地殼、地函和地核,差別在於月球地殼沒有板塊構造運動的干擾,因此,了解月球內部演變具有巨大研究價值。然而至今,有關月球的分層結構仍沒有詳盡數據。

理論認為,月球在數十億年前曾處於部分或完全熔化狀態,隨著岩漿海洋凝固,橄欖石、低鈣輝石等緻密的鎂鐵礦開始於海底結晶;接著等四分之三岩漿海洋凝固後,沒那麼緻密的礦物質如:斜長石開始漂浮到表面,導致如今月球地殼由富含鈣的斜長石組成。

最後,岩漿海洋完全凝固,最晚形成固態礦物質的元素在地殼下結晶,此過程造就月球出現一系列成分不同的分層。

中國嫦娥四號(Chang’e 4)探測器於今年 1 月 3 日 10 時 26 分,成功在月球背面的馮‧卡門撞擊坑(Von Kármán)軟著陸,其攜帶的玉兔二號(Yutu 2)月球車則於同日 22 時 22 分與著陸器分離,正式踏上月球表面展開探索之旅。

當初嫦娥四號與玉兔二號的科學任務之一,就是針對無人踏訪過的月球背面進行巡視,分析礦物組分、探測月表淺層結構,玉兔二號並攜帶有全景相機、探月雷達、紅外成像光譜儀、中性原子探測儀等設備,在月球第一個陰曆日來臨時,玉兔二號挑定兩個地點,使用紅外成像光譜儀記錄該地土壤反射的光譜,也因此讓科學家看到了完全不同的材料。

發現橄欖石、低鈣輝石成分

光譜分析結果顯示,這兩地點的土壤成分以橄欖石、低鈣輝石(low-calcium pyroxene)為主,這在過去一直被認為是月球地函中的物質成分,其中第一個地點含有約 48% 橄欖石和 42% 低鈣輝石,只有 10% 為月球外殼常見的高鈣輝石成分;第二個地點則含有約 55% 橄欖石和 38% 低鈣輝石,高鈣輝石含量僅 7%,似乎驗證了理論。

不過 NASA 戈達德太空飛行中心的月球地質學家 Daniel Moriarty 保守表示,還需要進行後續觀察才能證實這種物質確實來自地函,因為月球地殼中的其他物質如:斜長石,也可以產生類似橄欖石的光譜特徵。

普渡大學行星科學家 Jay Melosh 則說,如果玉兔二號可以直接檢查特定岩石的光譜特徵,而不是土壤中的礦物,就能更加確定地函成分,當然若能把樣品帶回地球是最好的,我們的實驗室可以詳細分析各種礦物成分。

新論文發表在《自然》(Nature)期刊。

(首圖來源:pixabay

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