揭開月背地下淺層結構神秘面紗

嫦娥四號著陸區地下分層結構

　　北京時間2月27日，國際科學期刊《科學進展》（Science Advances）在線發表了中國月球深空探測領域取得的一項最新成果。中國科學院國家天文臺研究員李春來、蘇彥領導的科研團隊利用嫦娥四號玉兔二號月球車上搭載的測月雷達，首次揭示了月球背面著陸區域地下40米深度內的地質分層結構，發現地下物質由低損耗的月壤物質和大小不同的大量石塊組成。這一研究成果對于了解撞擊過程對月表的改造、火山活動規模與歷史等具有非常重要的意義。

　　研究人員計算分析了月球淺層物質的特性參數，包括電磁波在月表下物質中的傳播速度、介電常數、密度、損耗角正切和鈦鐵含量等。根據獲得的物性參數和雷達圖像，沿著月球車行走的106米的路徑，在深度40米的范圍內，識別出了三個不同次表層地層單元。

　　第一單元為從月球表面到地下12米的細粒月壤，內嵌有少量石塊，此月壤層形成于多個撞擊坑互疊的濺射物之上，這些濺射物可能來自周邊的芬森和馮卡門L撞擊坑等。第二單元從地下12米到24米，這是雷達圖像上回波強度最大的區域，表明內部存在大量的石塊，甚至形成了碎石層和碎石堆，說明濺射物的沉積不僅僅是地毯式的鋪散，也會伴隨著物質之間的剪切、混合、挖掘以及二次撞擊坑結構擾動等復雜的地質過程。第三單元從地下24米到40米，雷達回波明暗交替變化，是不同時期、更古老的濺射物的沉積和風化產物。

　　據科研人員介紹，深度40米以下雷達信號微弱，高頻通道雷達信號已無法推斷其物質特性。結合區域地質歷史，推測在嫦娥四號著陸點附近，完整的月海玄武巖覆蓋在月表以下大于40米的深度。

　　這項研究工作通過嫦娥四號測月雷達的直接就位測量，獲得了月球背面地下淺層的第一張雷達圖像、月表下物質的特性參數，以及濺射物內部地層序列。人類首次揭開了月球背面地下結構的神秘面紗，極大地提高了我們對月球撞擊和火山活動歷史的理解，并為月球背面的地質演化研究帶來新的啟示。

　　據了解，北京時間2019年1月3日，嫦娥四號探測器在月球背面最古老且最大的南極–艾特肯盆地內的馮卡門撞擊坑底部成功著陸。馮卡門撞擊坑內地形相對平坦，坑底被玄武巖填充，玄武巖表面相當一部分區域被周邊大型撞擊坑的濺射物所覆蓋，并廣泛分布著二次撞擊坑。嫦娥四號攜帶的測月雷達高頻通道穿透深度是嫦娥三號的三倍多。