中国橄榄石 嫦娥四号揭示月背物质组成:存在大量橄榄石
人民网北京5月16日电(赵竹青)16日凌晨,国际科学期刊《自然》(Nature)在线发布我国月球探测领域的一项重大发现。研究人员利用“嫦娥四号”数据,证实了月幔存在橄榄石,揭示了月球背面的物质组成。
该研究由中国科学院国家天文台李春来研究员领导的研究团队完成。他们利用嫦娥四号就位光谱探测数据,证明了月球背面南极-艾特肯盆地存在以橄榄石和低钙辉石为主的深部物质,为解答长期困扰国内外学者的有关月幔物质组成的问题提供了直接证据,将为完善月球形成与演化模型提供支撑。
李春来介绍,有关月球早期演化的理论认为,月壳由是岩浆洋中较轻的斜长石组分上浮结晶形成,而如橄榄石、辉石等较重的矿物下沉形成月幔。然而,这一关于月幔组成的推论至今没有很好地被证实。
原因有两个方面:一方面,美国阿波罗任务和苏联月球任务返回的月球样品中没有发现与月幔准确物质组成有关的直接证据。另一方面,最有可能撞穿月壳的月球背面南极-艾特肯盆地内并未发现月幔指示矿物——橄榄石的大量出露的证据。
带着揭开月球深部物质成分神秘面纱的使命,嫦娥四号踏上了探索月球背面南极-艾特肯盆地,为月球起源演化研究提供新数据的征程。2019年1月3日,嫦娥四号探测器“定点、定时、精确”地着陆在月球背面预选着陆区冯卡门坑内。随后,巡视器(玉兔2号)与着陆器分离,其上携带的红外成像光谱仪成功获取了着陆区两个探测点高质量光谱数据。
国家天文台和仪器研制单位中科院上海技术物理所组成的研究团队通过对光谱数据的分析发现,嫦娥四号着陆区月壤光谱的吸收特征与月球正面月海玄武岩质月壤光谱的吸收特征存在着显著差异,展现出低钙辉石的光谱特征,并暗示有大量橄榄石的存在。
进一步的分析证实,嫦娥四号着陆区月壤物质中橄榄石相对含量最高,低钙辉石次之,仅含有很少量的高钙辉石。这种矿物组合很可能代表了源于月幔的深部物质。
李春来表示,嫦娥四号探测器实现了人类历史上首次对月球背面的软着陆就位探测。基于探测数据的研究结果揭示了月球背面的物质组成,证实了月幔富含橄榄石的推论的正确性,加深了人类对月球形成与演化的认识。
