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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點(diǎn)，為把我國(guó)建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國(guó)作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國(guó)家重大需求、面向人民生命健康，率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國(guó)家創(chuàng)新人才高地，率先建成國(guó)家高水平科技智庫(kù)，率先建設(shè)國(guó)際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國(guó)科學(xué)院辦院方針

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【中國(guó)科學(xué)報(bào)】月亮的地下有什么？

嫦娥四號(hào)新發(fā)現(xiàn)幫助科學(xué)家證實(shí)月幔成分

2019-05-17 中國(guó)科學(xué)報(bào) 丁佳

【字體：大中小】

語(yǔ)音播報(bào)

　　作為地球最親近的鄰居，人類對(duì)月球的探索從未停止過(guò)。隨著科技的發(fā)展，一張張高清晰度的月球圖像傳回地球，讓人們對(duì)月球有了越來(lái)越多的了解。

　　然而，人類探索的腳步至今只停留在月球表面。在月殼之下，月幔的成分究竟是什么？對(duì)這一事關(guān)月球形成與演化的重大問(wèn)題，科學(xué)家一直一籌莫展。

　　北京時(shí)間5月16日凌晨，《自然》在線發(fā)布了我國(guó)月球探測(cè)領(lǐng)域的一項(xiàng)重大發(fā)現(xiàn)——中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員李春來(lái)領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)基于嫦娥四號(hào)探測(cè)數(shù)據(jù)，找到了月球背面幔源物質(zhì)組成的初步證據(jù)，為這個(gè)深藏多年的秘密揭開了關(guān)鍵的一角。

　　“月球大規(guī)模巖漿活動(dòng)在約30億年前就差不多停滯了，所以月球就相當(dāng)于地球的一個(gè)化石，可以通過(guò)研究月球的演化歷史來(lái)推斷地球的過(guò)去和走向?！崩畲簛?lái)告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，這就是科技界對(duì)月幔物質(zhì)組成如此感興趣的原因。

　　有關(guān)月球早期演化的理論認(rèn)為，月殼是由巖漿洋中較輕的斜長(zhǎng)石組分上浮結(jié)晶形成，而如橄欖石、輝石等較重的礦物下沉形成月幔。然而，這一關(guān)于月幔組成的推論至今沒有很好地被證實(shí)。

　　帶著揭開月球深部物質(zhì)成分神秘面紗的使命，嫦娥四號(hào)踏上了探索月球背面南極—艾特肯盆地、為月球起源演化研究提供新數(shù)據(jù)的征程。

　　“這次嫦娥四號(hào)的著陸點(diǎn)是月球已知最深的盆地，形成于40億年前，那時(shí)候月殼應(yīng)該是很薄的。一個(gè)大的撞擊就有可能把外殼打穿，把月球深部的東西露出來(lái)?！崩畲簛?lái)說(shuō)。

　　可是，一方面，美國(guó)阿波羅任務(wù)和蘇聯(lián)月球任務(wù)返回的月球樣品中沒有發(fā)現(xiàn)與月幔準(zhǔn)確物質(zhì)組成有關(guān)的直接證據(jù)；另一方面，南極—艾特肯盆地內(nèi)也并未發(fā)現(xiàn)月幔指示礦物——橄欖石大量出露的證據(jù)。這是否說(shuō)明，富橄欖石的月幔假說(shuō)是錯(cuò)誤的？

　　2019年1月3日，嫦娥四號(hào)探測(cè)器“定點(diǎn)、定時(shí)、精確”地著陸在月球背面預(yù)選著陸區(qū)馮·卡門坑內(nèi)。同日，巡視器玉兔2號(hào)與著陸器分離，其上攜帶的紅外成像光譜儀成功獲取了著陸區(qū)兩個(gè)探測(cè)點(diǎn)的高質(zhì)量光譜數(shù)據(jù)。

　　“我們?cè)詾?，嫦娥四?hào)會(huì)跟嫦娥三號(hào)一樣降落在玄武巖平面上，但光譜的數(shù)據(jù)卻告訴我們，它所著陸的環(huán)境與嫦娥三號(hào)有著很大的區(qū)別?！崩畲簛?lái)形容，這就像“木頭桌子上鋪了一層沙子一樣奇怪”。

　　中科院國(guó)家天文臺(tái)和中科院上海技術(shù)物理研究所組成的研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)光譜數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)，嫦娥四號(hào)著陸區(qū)月壤光譜的吸收特征展現(xiàn)出低鈣輝石的光譜特征，并暗示有大量橄欖石的存在。進(jìn)一步的分析證實(shí)，嫦娥四號(hào)著陸區(qū)月壤物質(zhì)中橄欖石相對(duì)含量最高，低鈣輝石次之，僅含有很少量的高鈣輝石。

　　李春來(lái)分析稱：“這種礦物組合一般是在高溫下結(jié)晶的，所以我們推測(cè)，它們很可能代表了源于月幔的深部物質(zhì)?！?/p>

　　值得注意的是，嫦娥四號(hào)探測(cè)器的著陸點(diǎn)位于南極—艾特肯盆地內(nèi)的馮·卡門撞擊坑內(nèi)部，早期研究結(jié)果表明，其表面應(yīng)該已經(jīng)被后續(xù)噴發(fā)的玄武巖所填充。那么，這些不同于玄武巖的深部物質(zhì)是如何出現(xiàn)的？

　　科研人員進(jìn)行了進(jìn)一步的分析，結(jié)果顯示，著陸器和月球車位于玄武巖“平原”的撞擊濺射物上，這些濺射物來(lái)自東北方向的芬森撞擊坑。

　　芬森撞擊坑由小天體撞擊而形成，就好像一個(gè)“深鉆”一樣，進(jìn)一步將南極—艾特肯盆地表面以下的月球月幔物質(zhì)挖掘出，產(chǎn)生的濺射物四處拋射，“恰好”被嫦娥四號(hào)給碰到了。

　　至此，嫦娥四號(hào)探測(cè)器實(shí)現(xiàn)了人類歷史上首次對(duì)月球背面的軟著陸就位探測(cè)?；谔綔y(cè)數(shù)據(jù)的研究結(jié)果成功揭示了月球背面的物質(zhì)組成，證實(shí)了月幔富含橄欖石的推論的正確性，人類對(duì)月球形成與演化的認(rèn)識(shí)又向前邁進(jìn)了一步。

　　（原載于《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 2019-05-17 第1版要聞)

　　作為地球最親近的鄰居，人類對(duì)月球的探索從未停止過(guò)。隨著科技的發(fā)展，一張張高清晰度的月球圖像傳回地球，讓人們對(duì)月球有了越來(lái)越多的了解。
　　然而，人類探索的腳步至今只停留在月球表面。在月殼之下，月幔的成分究竟是什么？對(duì)這一事關(guān)月球形成與演化的重大問(wèn)題，科學(xué)家一直一籌莫展。
　　北京時(shí)間5月16日凌晨，《自然》在線發(fā)布了我國(guó)月球探測(cè)領(lǐng)域的一項(xiàng)重大發(fā)現(xiàn)——中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員李春來(lái)領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)基于嫦娥四號(hào)探測(cè)數(shù)據(jù)，找到了月球背面幔源物質(zhì)組成的初步證據(jù)，為這個(gè)深藏多年的秘密揭開了關(guān)鍵的一角。
　　“月球大規(guī)模巖漿活動(dòng)在約30億年前就差不多停滯了，所以月球就相當(dāng)于地球的一個(gè)化石，可以通過(guò)研究月球的演化歷史來(lái)推斷地球的過(guò)去和走向。”李春來(lái)告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，這就是科技界對(duì)月幔物質(zhì)組成如此感興趣的原因。
　　有關(guān)月球早期演化的理論認(rèn)為，月殼是由巖漿洋中較輕的斜長(zhǎng)石組分上浮結(jié)晶形成，而如橄欖石、輝石等較重的礦物下沉形成月幔。然而，這一關(guān)于月幔組成的推論至今沒有很好地被證實(shí)。
　　帶著揭開月球深部物質(zhì)成分神秘面紗的使命，嫦娥四號(hào)踏上了探索月球背面南極—艾特肯盆地、為月球起源演化研究提供新數(shù)據(jù)的征程。
　　“這次嫦娥四號(hào)的著陸點(diǎn)是月球已知最深的盆地，形成于40億年前，那時(shí)候月殼應(yīng)該是很薄的。一個(gè)大的撞擊就有可能把外殼打穿，把月球深部的東西露出來(lái)。”李春來(lái)說(shuō)。
　　可是，一方面，美國(guó)阿波羅任務(wù)和蘇聯(lián)月球任務(wù)返回的月球樣品中沒有發(fā)現(xiàn)與月幔準(zhǔn)確物質(zhì)組成有關(guān)的直接證據(jù)；另一方面，南極—艾特肯盆地內(nèi)也并未發(fā)現(xiàn)月幔指示礦物——橄欖石大量出露的證據(jù)。這是否說(shuō)明，富橄欖石的月幔假說(shuō)是錯(cuò)誤的？
　　2019年1月3日，嫦娥四號(hào)探測(cè)器“定點(diǎn)、定時(shí)、精確”地著陸在月球背面預(yù)選著陸區(qū)馮·卡門坑內(nèi)。同日，巡視器玉兔2號(hào)與著陸器分離，其上攜帶的紅外成像光譜儀成功獲取了著陸區(qū)兩個(gè)探測(cè)點(diǎn)的高質(zhì)量光譜數(shù)據(jù)。
　　“我們?cè)詾?，嫦娥四?hào)會(huì)跟嫦娥三號(hào)一樣降落在玄武巖平面上，但光譜的數(shù)據(jù)卻告訴我們，它所著陸的環(huán)境與嫦娥三號(hào)有著很大的區(qū)別?！崩畲簛?lái)形容，這就像“木頭桌子上鋪了一層沙子一樣奇怪”。
　　中科院國(guó)家天文臺(tái)和中科院上海技術(shù)物理研究所組成的研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)光譜數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)，嫦娥四號(hào)著陸區(qū)月壤光譜的吸收特征展現(xiàn)出低鈣輝石的光譜特征，并暗示有大量橄欖石的存在。進(jìn)一步的分析證實(shí)，嫦娥四號(hào)著陸區(qū)月壤物質(zhì)中橄欖石相對(duì)含量最高，低鈣輝石次之，僅含有很少量的高鈣輝石。
　　李春來(lái)分析稱：“這種礦物組合一般是在高溫下結(jié)晶的，所以我們推測(cè)，它們很可能代表了源于月幔的深部物質(zhì)?！?br/>　　值得注意的是，嫦娥四號(hào)探測(cè)器的著陸點(diǎn)位于南極—艾特肯盆地內(nèi)的馮·卡門撞擊坑內(nèi)部，早期研究結(jié)果表明，其表面應(yīng)該已經(jīng)被后續(xù)噴發(fā)的玄武巖所填充。那么，這些不同于玄武巖的深部物質(zhì)是如何出現(xiàn)的？
　　科研人員進(jìn)行了進(jìn)一步的分析，結(jié)果顯示，著陸器和月球車位于玄武巖“平原”的撞擊濺射物上，這些濺射物來(lái)自東北方向的芬森撞擊坑。
　　芬森撞擊坑由小天體撞擊而形成，就好像一個(gè)“深鉆”一樣，進(jìn)一步將南極—艾特肯盆地表面以下的月球月幔物質(zhì)挖掘出，產(chǎn)生的濺射物四處拋射，“恰好”被嫦娥四號(hào)給碰到了。
　　至此，嫦娥四號(hào)探測(cè)器實(shí)現(xiàn)了人類歷史上首次對(duì)月球背面的軟著陸就位探測(cè)?；谔綔y(cè)數(shù)據(jù)的研究結(jié)果成功揭示了月球背面的物質(zhì)組成，證實(shí)了月幔富含橄欖石的推論的正確性，人類對(duì)月球形成與演化的認(rèn)識(shí)又向前邁進(jìn)了一步。
　?。ㄔd于《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 2019-05-17 第1版要聞)

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