中國科學(xué)院院士、中山大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院教授高銳團隊與合作者借助“玉兔二號”月球車搭載的探月雷達數(shù)據(jù)，首次全方位、清晰地呈現(xiàn)了一個位于月球背面掩埋撞擊坑的地下結(jié)構(gòu)全貌。相關(guān)成果近日發(fā)表于《地球與行星科學(xué)快報》（Earth and Planetary Science Letters）。
論文第一作者、中山大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院副教授張領(lǐng)指出，該研究不僅為深入理解月球撞擊坑的地下響應(yīng)機制提供了直接有力的證據(jù)，同時也為南極-艾特肯盆地內(nèi)撞擊事件的發(fā)生年代以及撞擊物的起源研究設(shè)定了新的約束條件。
嫦娥四號著陸區(qū)及該區(qū)域主要地質(zhì)事件的時間序列。研究團隊供圖，下同
撞擊坑作為月球表面最為普遍且顯著的地質(zhì)特征，宛如太陽系早期劇烈碰撞歷史的忠實“記錄員”。長期以來，針對月球撞擊坑的研究，大多依賴于表面形貌分析以及數(shù)值模擬手段。然而，對于撞擊事件究竟如何在月表之下對巖層進行改造，一直缺乏直接的觀測證據(jù)。嫦娥四號任務(wù)的著陸區(qū)選在月球背面南極-艾特肯盆地內(nèi)的馮·卡門撞擊坑，這一特殊選址為深入研究月球的早期地質(zhì)歷史以及撞擊事件引發(fā)的內(nèi)部響應(yīng)結(jié)果提供了絕佳的研究條件。
為了深入剖析月球撞擊事件，研究團隊充分利用中國嫦娥四號任務(wù)中“玉兔二號”月球車搭載的探月雷達，對長達65個月球日、總計約1600米的巡視路徑所采集的數(shù)據(jù)展開了綜合分析。探月雷達憑借其高、低頻雙通道優(yōu)勢，實現(xiàn)了從淺層到深層、清晰連貫的地下結(jié)構(gòu)成像。
重建的隕石坑三維結(jié)構(gòu)及形態(tài)。
探月雷達的探測結(jié)果顯示，在著陸區(qū)下方，隱藏著一個完整的古老埋藏撞擊坑。該撞擊坑直徑達484米，其引發(fā)的地下結(jié)構(gòu)特征一直延伸至215米深處。通過全面綜合分析，研究團隊成功構(gòu)建了一個包含12層的地層結(jié)構(gòu)模型，揭示出由月壤、古月壤層、濺射沉積以及玄武巖單元構(gòu)成的復(fù)雜地質(zhì)序列。尤為重要的是，這些雷達圖像首次提供了撞擊坑地下改造過程的原位證據(jù)，清晰識別出典型的撞擊坑地下特征，包括改造區(qū)、放射狀坍塌、中央回彈以及深部斷裂系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，研究團隊還依據(jù)雷達數(shù)據(jù)的空間分布情況，重建了該撞擊坑的三維結(jié)構(gòu)。
該研究成果意義非凡。它不僅是首次為這一個掩埋于月球背面的撞擊坑繪制了一幅精準(zhǔn)的“三維肖像”，更為關(guān)鍵的是，為整個撞擊坑科學(xué)領(lǐng)域提供了關(guān)鍵的、前所未有的地下原位數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)為了解撞擊坑的內(nèi)部響應(yīng)機制提供了直接證據(jù)，同時也為驗證和改進現(xiàn)有的撞擊動力學(xué)模型提供了不可或缺的物理約束。嫦娥四號的探月雷達讓我們得以真正“看”到月球古老地質(zhì)活動留下的深刻印記，“聽”到月球古老撞擊疤痕之下，來自億萬年前的歷史回響。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.epsl.2025.119542
本文鏈接：月球背面愛拉托遜紀(jì)掩埋撞擊坑地下結(jié)構(gòu)獲揭示http://m.sq15.cn/show-11-28128-0.html
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