中国的月球岩石交付的异国情调混合


图片放大了嫦娥五号着陆点的位置,同时显示了附近的陨石坑,这些陨石坑被检查为最近返回的月球物质中可能的奇异碎片的来源。Credit: Qian et al. 2021

2020年12月16日,“嫦娥五号”任务,中国首次月球采样返回任务,成功向地球运送了近两公斤来自我们的天体伴侣的岩石碎片和尘埃。

近50年前,“嫦娥五号”着陆在月球上的一块区域没有被美国宇航局“阿波罗”号或前苏联“月球”号任务取样,并回收了迄今为止带回地球实验室进行分析的最年轻的月球岩石碎片。在2021年欧洲行星科学大会(EPSC)虚拟会议上,中国地质大学(China University of Geosciences)博士生钱玉琦(Yuqi Qian)展示了早期的发现,这些发现利用地质制图将收集的样本中的“外来”碎片与着陆点附近的特征联系起来。

嫦娥五号着陆点位于月球近侧西侧边缘的北大洋。这是月球上最年轻的地质区域之一,大约有20亿年的历史。这些从月球表面刮下来的材料包括一种松散的土壤,这种土壤是数十亿年来月球岩石由于不同大小的撞击而碎裂和粉碎性形成的。

钱学森提供的研究表明,嫦娥五号收集的90%的材料可能来自着陆点及其附近的环境,这是一种称为“海玄武岩”的类型。我们可以看到这些火山岩,它们是较暗的灰色区域,这些区域是古代岩浆喷发时溢出的,覆盖了月球近侧的大部分地区。然而,10%的碎片具有明显不同的“奇异”化学成分,可能保存了月球表面其他部分的记录,以及影响月球表面的太空岩石类型的线索。

钱和他来自布朗大学和Münster大学的同事们已经研究了快速冷却玻璃材料珠子的潜在来源。他们追踪到这些玻璃状的液滴,发现它们来自“日玛玛兰”和“日玛夏普”这两个现已灭绝的火山口,分别位于“嫦娥五号”着陆点东南方向和东北方向大约230和160公里处。这些碎片可以让我们深入了解月球上过去充满活力的、喷泉式的火山活动。

研究小组还研究了与撞击有关的碎片的潜在来源。着陆点岩石的年轻地质年龄缩小了搜索范围,因为只有年龄小于20亿年的陨石坑可能是原因,而这些陨石坑在面向地球的月球一侧相对稀少。该小组模拟了南部和东南部(阿里斯塔克、开普勒和哥白尼)、西北部(哈丁)和东北部(哈尔帕鲁斯)的特定陨石坑的潜在贡献。钱学森的发现表明,在嫦娥五号的样本中,Harpalus是许多奇异碎片的重要来源,这些岩石碎片可能为解决这个陨石坑年龄的不确定性提供了一种方法。一些碎片可能是从近1300公里外的地方扔到嫦娥五号着陆区域的。

其他团队的建模和工作回顾已经将其他奇异的岩石碎片与富含二氧化硅的圆顶或高地,即围绕着陆点的苍白岩石山脉联系起来。

钱学森说:“嫦娥五号返回的样本中,所有本地和外来的材料都可以用来回答一些进一步的科学问题。”“为了解决这些问题,我们将加深对月球历史的了解,并为进一步的月球探索做好准备。”

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