月球背面「凝膠狀」神秘物質已被確認!其實它早已被帶回了地球

2020-12-05 李論科學

「嫦娥4號(Chang'e 4)」是2018年12月中旬發射的一艘無人月球探測器,目的地是前往月球背面。

「月球背面」是「從地球上無法直接觀測到的地方」,由於潮汐鎖定的等原因一直是人類未知、且充滿神秘的地方。

由於月球背面是一個別說觀測,就連通訊都很難的地點,所以一直以來並沒有成功著陸的例子。

為了在月球背面著陸,科學家為嫦娥4號在拉格朗日點配置了中繼衛星——鵲橋,以解決通信問題。該探測器於2018年5月20日發射升空。

2019年1月3日14時左右「嫦娥4號(Chang'e 4)」在月球背面成功著陸。這是中國第三次成功實現月球表面軟著陸,也是世界首次成功實現月球背面軟著陸。

嫦娥4號在月球背面的南極附近著陸,因此可以拍攝到南極艾特肯盆地的美麗風景。艾特肯盆地在月球的背面,直徑約2500公裡、深度約13公裡,被認為是月球上最大、太陽系內最大的隕石坑。

科學家們推測,南極艾特肯盆地是巨大的隕石在幾十億年前撞擊月球時形成的隕石坑。嫦娥四號的著陸將得到關於這個隕石坑形成時期、以及太陽系早期更多的線索。

不過在這期間我們還有了其他驚人的發現,2019年在「玉兔2號」探測器落月的第八月晝期間,在一個小撞擊坑中發現了一種特殊的物質結構,有別於周圍的其他成分。

研究人員在論文中寫道:「嫦娥四號探測車在月球另一側的南極艾特肯(SPA)盆地內的馮·卡爾曼(Von Karmán)隕石坑底部穿行時,在一個隕石坑中發現了一個暗綠色、閃閃發光神秘物質。」

當時這種物質我們並不清楚是什麼,並被描述為了「凝膠狀」,考慮到月球表面是一個乾燥、且多塵的地方,「凝膠狀」的描述就讓人想到到了月球表面有水?黏液?之類的東西,更增加了神秘感。

不過後來發布的圖像揭示了這個物質確實有光澤,但一點也不潮溼,研究人員推測,即這種物質是撞擊熔化形成的,而不是一開始說的「凝膠狀」。跟「膠」沒有半毛錢關係。

現在這種物質已經被確認。根據對圖像的分析,並與地球上的阿波羅樣本相比較,這正是我們所期望在月球上發現的普通物質:巖石。

更確切地說,是巖石被熔化在一起(很可能是在隕石撞擊的高溫下)形成了深綠色的、光滑的玻璃狀物質。它是由月球風化層和角礫巖的撞擊焊接、膠結和粘結形成的熔融角礫巖。

研究人員使用玉兔2號的全景照相機、可見光和近紅外成像光譜儀(VNIS)和避免危險照相機拍攝的圖像的更詳細分析支持了這一假設。

特別是,來自VNIS的圖像讓研究人員能夠分解物質反射的光,並確定其化學成分,以及周圍的浮土(碎石和灰塵)。

根據這一分析,風化層主要由斜長石(約45%)、輝石(7%)和橄欖石(6%)組成,這是相當標準的月球物質。

然而,這種玻璃狀物質的成分很難詳細地解開,原因是因為光線太弱。他們只能分辨出大約38%的斜長石。 這與周圍的風化層沒有什麼不同,表明其成分可能相似。

研究人員還能夠確定這種材料是深綠色的,大約52×16釐米。 它非常類似於阿波羅15號和17號任務分別回收的兩個樣本,編號為15466和170019。

這兩個樣本都是從撞擊坑中提取的,被歸類為角礫巖。大塊的是月壤,小塊的是黑色玻璃。

研究人員得出結論,這種物質可能是在隕石撞擊期間產生的。當隕石撞擊時,它熔化了一些風化層,風化層與未熔化的風化層混合形成角礫巖。

但撞擊並不一定發生在發現這種物質的隕石坑裡。因為風化層可能是兩個不同隕石坑的物質的混合物,所以這種物質可能是在不同的隕石坑中形成並噴射出來的,最終降落在了玉兔2發現它的地方。

此外,玉兔2號發現這塊物質的隕石坑的大小約2米寬,這個隕石坑太小了,無法產生一個一個52×16釐米的撞擊熔池。

因此,撞擊熔融角礫巖不太可能在發現它的火山口就地形成,很可能是在另一個不同的事件中形成的,並被噴射到新的位置並砸出了一個小坑。

所以基於我們現有的數據,玉兔2號發現的物質並不那麼神秘,就是隕石撞擊形成的熔融角礫巖。並且在阿波羅任務期間,這種物質已經被帶回了地球。

現在我們終於可以放心了,因為再也不用擔心一灘神秘的月球黏液。

參考:

研究論文已經發表在《地球和行星科學快報》。Impact melt breccia and surrounding regolith measured by Chang'e-4 rover

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