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嫦(chang)娥四號(hao)著陸器(qi)和(he)(he)“玉(yu)兔二號(hao)”月(yue)(yue)球(qiu)車分別于(yu)3月(yue)(yue)21日(ri)2時(shi)和(he)(he)3月(yue)(yue)20日(ri)17時(shi)09分結束第28月(yue)(yue)晝(zhou)(zhou)工作，進入月(yue)(yue)夜(ye)休眠。截至目前，嫦(chang)娥四號(hao)著陸器(qi)和(he)(he)“玉(yu)兔二號(hao)”月(yue)(yue)球(qiu)車已在月(yue)(yue)面生存了808個地球(qiu)日(ri)，本月(yue)(yue)晝(zhou)(zhou)月(yue)(yue)球(qiu)車行駛約30米(mi)，累計行駛里程(cheng)682.77米(mi)。

嫦娥四號巡視路徑圖

科(ke)研(yan)人員通(tong)過(guo)系(xi)(xi)統分(fen)(fen)析嫦(chang)娥四(si)號獲取的(de)(de)探測數據，取得一系(xi)(xi)列有關著(zhu)陸(lu)區礦物成分(fen)(fen)、地形地質演化歷史(shi)、月(yue)(yue)壤(rang)太(tai)空風化程(cheng)度和淺層(ceng)地下結構等方面的(de)(de)科(ke)學成果(guo)。近日，中國(guo)科(ke)學院空天信息(xi)創新(xin)研(yan)究院遙(yao)感(gan)科(ke)學國(guo)家重點(dian)實驗(yan)室(shi)的(de)(de)研(yan)究成果(guo)發表在(zai)國(guo)際期(qi)刊《Journal of Geophysical Reasearch:Planets》。科(ke)研(yan)團隊(dui)通(tong)過(guo)分(fen)(fen)析巡(xun)視區石塊(kuai)的(de)(de)光譜特征(zheng)，推斷石塊(kuai)很可能源自古老的(de)(de)芬森(sen)撞擊(ji)坑，空間(jian)分(fen)(fen)布特征(zheng)表明它們是新(xin)鮮出露的(de)(de)撞擊(ji)坑濺(jian)射物。這些石塊(kuai)由芬森(sen)撞擊(ji)坑濺(jian)射過(guo)來后原本(ben)埋(mai)藏在(zai)月(yue)(yue)壤(rang)之中，后期(qi)由于(yu)織女撞擊(ji)坑濺(jian)射物的(de)(de)撞擊(ji)挖掘作(zuo)用而暴露在(zai)月(yue)(yue)表。

圖1.(a)“ 嫦娥四號”著陸區地質背景圖；(b)“ 玉兔二號”前13月晝巡視路線圖

多(duo)項研究揭(jie)示，嫦娥四號(hao)著陸(lu)區被35億年前形(xing)成的(de)芬(fen)森撞擊(ji)坑的(de)濺(jian)射物(wu)覆蓋。這些(xie)濺(jian)射物(wu)經歷長(chang)時間的(de)演化(hua)后，形(xing)成了一(yi)層大(da)約12米厚的(de)細粒月(yue)球(qiu)土壤。而在第3和13月(yue)晝(zhou)期間，“玉兔二號(hao)”月(yue)球(qiu)車發(fa)現(xian)巡視(shi)區存在較多(duo)的(de)石塊(圖2)。“玉兔二號(hao)”月(yue)球(qiu)車通過詳細的(de)就(jiu)位探測，獲得了兩塊代表(biao)性石塊的(de)光(guang)譜和周(zhou)圍地貌的(de)全景影像圖。

圖2“玉兔二號”月球獲取的全景影像鑲嵌圖：(a)第3月晝；(b)第13月晝

光(guang)譜(pu)對比結果顯示(圖 3)，石(shi)塊(kuai)(kuai)的光(guang)譜(pu)吸(xi)收(shou)(shou)特征與芬森撞擊坑(keng)物(wu)質的光(guang)譜(pu)吸(xi)收(shou)(shou)特征較為接近，而(er)與馮·卡(ka)門撞擊坑(keng)內部玄(xuan)武(wu)(wu)巖的光(guang)譜(pu)吸(xi)收(shou)(shou)特征差異較大。這說明了(le)這些(xie)石(shi)塊(kuai)(kuai)并非是本地玄(xuan)武(wu)(wu)巖，而(er)它們極有可能(neng)源自芬森撞擊坑(keng)濺射物(wu)。

圖3 (a)石塊、芬森撞擊坑濺射物和玄武巖光譜；(b)光譜吸收特征對比

“玉兔二號”月(yue)球車在(zai)第(di)13月(yue)晝期間(jian)發現的(de)石(shi)塊(kuai)(kuai)主要(yao)分(fen)布(bu)在(zai)一個撞(zhuang)(zhuang)擊坑的(de)周(zhou)圍。石(shi)塊(kuai)(kuai)的(de)總體密度隨(sui)著(zhu)距撞(zhuang)(zhuang)擊坑坑沿距離的(de)擴大而逐漸(jian)(jian)降低，且部分(fen)石(shi)塊(kuai)(kuai)沿特(te)定方向(xiang)呈鏈狀分(fen)布(bu)(圖(tu)4)。石(shi)塊(kuai)(kuai)的(de)空間(jian)分(fen)布(bu)特(te)征表明它們是當前撞(zhuang)(zhuang)擊坑的(de)濺(jian)射物。這(zhe)個撞(zhuang)(zhuang)擊坑呈橢圓狀，長軸方向(xiang)為西北(bei)—東南向(xiang)。持續不(bu)斷的(de)(微)隕石(shi)撞(zhuang)(zhuang)擊和晝夜溫差(cha)引起(qi)的(de)熱脹冷縮導致月(yue)表出露的(de)石(shi)塊(kuai)(kuai)在(zai)幾千萬(wan)年內(nei)便逐漸(jian)(jian)破碎(sui)消失。周(zhou)圍留存的(de)大量(liang)石(shi)塊(kuai)(kuai)說明撞(zhuang)(zhuang)擊坑是一個新鮮撞(zhuang)(zhuang)擊坑，這(zhe)些石(shi)塊(kuai)(kuai)的(de)出露時間(jian)比較短(duan)。

圖4 (a)、(b)和(c) “玉兔二號”月球在第13、14和15月晝獲取的全景影像鑲嵌圖。(d)撞擊坑周圍的石塊空間分布

已有研究結(jie)果顯示，位于著陸(lu)區(qu)西北方向的(de)(de)織(zhi)女撞擊(ji)(ji)坑的(de)(de)一(yi)條濺射(she)紋(wen)恰好穿過了著陸(lu)點(dian)附近區(qu)域，而(er)濺射(she)紋(wen)內常(chang)常(chang)可(ke)見由濺射(she)物形成(cheng)的(de)(de)二次(ci)撞擊(ji)(ji)坑。“玉(yu)兔(tu)二號”巡視(shi)區(qu)確(que)實還能觀察到若干(gan)個內部和周邊均存(cun)在(zai)碎塊狀物質的(de)(de)米級和亞(ya)米級的(de)(de)新鮮(xian)撞擊(ji)(ji)坑(圖 5)。結(jie)合橢圓撞擊(ji)(ji)坑的(de)(de)長軸方向推斷，這些(xie)新鮮(xian)撞擊(ji)(ji)坑應當為織(zhi)女撞擊(ji)(ji)坑濺射(she)物形成(cheng)的(de)(de)二次(ci)撞擊(ji)(ji)坑。

圖5“玉兔二號”月球車巡視區域的新鮮撞擊坑

基于以(yi)上分析，本研究認為(wei)“玉兔(tu)二號”月球車觀(guan)察到(dao)的(de)石塊(kuai)實(shi)際源(yuan)自古老(lao)的(de)芬(fen)森(sen)撞(zhuang)擊(ji)坑(keng)，它們(men)原本埋藏在(zai)著(zhu)陸(lu)區(qu)月壤(rang)之中，后期(qi)由于織(zhi)女(nv)撞(zhuang)擊(ji)坑(keng)濺射物的(de)撞(zhuang)擊(ji)挖(wa)掘作用而暴露在(zai)月表(biao)。織(zhi)女(nv)撞(zhuang)擊(ji)坑(keng)的(de)定(ding)年結(jie)果揭示這(zhe)些石塊(kuai)已在(zai)月表(biao)存在(zai)了(le)大約(yue)1600萬年(圖 6)。

圖 6織女撞擊坑定年結果

成果來源：

中國科學院空天信息創新研究院遙感科學國家重點實驗室芶盛博士、邸凱昌研究員、岳宗玉研究員等

【責任(ren)編輯(ji)：李(li)子紅】