从嫦娥五号取月壤样本到嫦娥六号再次取样,会刷新我们对月球的哪些认知?(3)

2024-06-25 15:59  科普中国

从地质结构来说,嫦娥五号在吕姆克山附近着陆,吕姆克山是月球正面西北部的一座火山结构,着陆位置是火山活动形成的一片玄武岩漫溢区,地质年代非常年轻(虽然说还年轻,但也已经20亿岁了。只是相对月球上亘古来的岩石而言是很年轻。)。

这是嫦娥五号着陆位置及月球不同时期岩浆及热演化示意图(2022年10月20日绘制)

而嫦娥六号的着陆地点是南极-艾特肯盆地,这可是整个太阳系中最大、最深、最古老的撞击盆地,撞击力度可能穿透月壳直抵月幔。

所以,这两处取样地点,一新一老,一是火山熔岩,一是天体撞击,一个代表内部活动,一个代表外部力量,我们就可以期待嫦娥六号返回与五号迥然不同的结果。

比如说,从嫦娥五号取得的月壤样本中,通过铀-铅同位素测年法,中国科学家确实发现了20.3亿年前才从熔岩中结晶而成的矿物晶体,一下子将月球冷却,岩浆活动停止时间延后了8亿年左右。

而从嫦娥六号这里,我们却会努力寻找形成于大约42亿-43亿年前的古老岩石,尽可能地了解月球形成早期的历史,特别是地球的这段历史,在地球上已经完全找不到了。在撞击盆地的月球表面也可能有从月幔翻出来的深处物质,如果嫦娥六号能够幸运采集到的话,也会大大推进人们对月球内部结构的了解。

从空间环境来说,月球的正面和背面也有点不一样。虽然从地球上只能看到月球的正面,看不到背面,月球始终以同一面朝着地球。满月前后,也就是月球正面正对太阳的这段时间,月球会被地球磁层的长尾罩住。

这段时间,月球感受到的太阳风"风力"会锐减,而从地球大气逃逸的粒子却有机会到达月球(所谓"地球风")。而在初一前后,月球走到太阳和地球之间,背面正对太阳,此时的月球则是毫无遮挡地遭受太阳风的轰击,也不再有地球风的吹拂。

因此,和正面相比,月球背面是个被地球关怀更少、受太阳折磨更狠的地方。在月背的月壤中应该更难找到水或含水矿物,而氦-3(一种清洁核聚变能源)的储量则应比正面更丰富。

月球背面具有独特的环境,它几乎没有受到地球的影响,是天文学家用来观测宇宙更有利的地方。假如未来在月球建立科考基地的话,能源、水和氧气这些资源信息都是我们要摸清的,所以通过月壤来了解正面和背面的差异,不光是具有学术上的意义,更具有实际意义。

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