嫦娥五号采回的“土特产”,可以用来研究些什么?

作者: haibaraemily

来源: 科学大院

发布日期: 2020-12-17

嫦娥五号任务成功采集月球样品,这些样品将用于改进月球定年体系、研究月球晚期火山活动和热历史、探索放射性元素之谜、窥探月球内部、了解太阳系撞击历史和生命演化。此外,嫦娥五号还携带多种科学仪器,用于分析月表形貌和矿物成分。

一转眼,上个月24日才发射的嫦娥五号任务已经满分完成了前往月球-月面采样-月面起飞-月轨对接-返回地球的全套复杂操作。顺利在月球正面风暴洋东北部的吕姆克山一带采集到了月球样品。嫦娥五号设计了两种“挖土”方式:钻取和表取。最终,两种方式的采样工作都非常顺利,原计划在48个小时内完成的月面采样仅19个小时就完成了。

这些珍贵的月球“土特产”,除了一部分会用于科普和展示之外,重头戏还是会用于科学研究。改进月球定年体系,月球形成于约45亿年前,但具体在第几亿年里发生了什么事,却不是那么容易搞清楚的。对于相对年龄,我们有一些直观而朴素的认知。形成年代越早的区域,累积被撞出的撞击坑就越多,也就是说,一片撞击坑密度更高的区域,往往比撞击坑密度低的区域古老。

月球晚期火山活动和热历史,如今的月球,寒冷枯寂,除了时不时被小行星彗星撞一撞之外,几乎没有什么“像样”的地质活动。月球太小了,内部的热量太容易散失了。但曾经的月球,也是“热闹”过的。三四十亿年前的月球上,活跃的火山活动喷出了大量的玄武岩,这些岩浆填充了月面低洼的区域,塑造了如今月面上广阔的暗黑色月海。

放射性元素之谜,对月球稍有观察的盆友们一定能发现,月球上的月海分布得很不均匀,基本上都在正面。这是因为月球的正面地下的岩浆比较多吗?这些月海区域原本大多是大型撞击留下的低洼盆地,然后被玄武岩趁低而入,大块大块地填满。所以是因为月球正面的撞击盆地更多更大,有更多低地容纳月海玄武岩吗?这些月海聚集的区域也大多对应着月壳比较薄的地方,是因为月球正面的月壳更薄,火山熔岩更容易喷发涌出吗?

“窥探”月球内部,月海玄武岩,“前世”是诞生于月球深处的岩浆。尽管经历了再冷却结晶固化的“重塑”,加之月幔物质在上涌的过程中本身也会不断发生演化,所以最终形成的月海玄武岩并不能等同于月幔成分——但这依然是我们了解月球内部化学成分的钥匙。

太阳系撞击历史和生命演化,更年轻的月球样品,不仅可以帮助我们改进月球的“编年史”,还能帮助我们修正整个太阳系的“编年史”。这是因为更古老/年轻的表面就意味着更多/少的小天体撞击,而更多/少的小天体撞击则是太阳系动荡历史的体现。

除了“土特产”,也别忘了它们哦,除了“挖土”本身,嫦娥五号着陆器还携带了降落相机、全景相机、月壤结构探测仪、月球矿物光谱分析仪等多种科学仪器。虽然这些仪器最重要的使命还是辅助嫦五找到更安全、更有价值的挖土地点,不被坚硬的障碍物磕伤,但这些探测成果传回地球之后,也可以用于分析着陆区一带的月表形貌、矿物成分和浅层地下结构。

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