嫦娥四號完成第44月晝工作，研究成果揭秘月球南極-艾肯成分異常區(qū)成因

　　嫦娥四號任務(wù)“玉兔二號”月球車和著陸器分別于7月5日19時14分和7月6日6時整完成休眠設(shè)置，完成第44月晝工作，進(jìn)入第44月夜休眠。月球車在月球背面累計行駛里程1239.88米。

嫦娥四號研究成果揭秘南極-艾肯盆地

成分異常區(qū)成因

　　南極-艾肯盆地是月球上最大的撞擊盆地，直徑超過2400千米。研究南極-艾肯盆地對于揭示月球不對稱性起源、撞擊過程、早期演化過程以及深部物質(zhì)成分具有重要意義。軌道遙感觀測表明南極-艾肯盆地中心存在成分異常區(qū)，山東大學(xué)行星科學(xué)團(tuán)隊對玉兔二號月球車原位可見近紅外光譜數(shù)據(jù)分析和解譯，發(fā)現(xiàn)月殼是南極-艾肯成分異常區(qū)的主要物質(zhì)來源，為未來南極-艾肯盆地乃至月球深部物質(zhì)的探測提供了重要約束。

　　月球表面主要物質(zhì)組分是輝石和橄欖石，南極-艾肯盆地底部的物質(zhì)成分出現(xiàn)異常，鎂鐵質(zhì)硅酸鹽礦物含量以及鐵含量顯著高于盆地外圍區(qū)域（圖1）。

　　圖1. 南極-艾肯盆地內(nèi)外鐵、輝石含量分布

　　以往對南極-艾肯盆地物質(zhì)成分的研究大多只注重鎂鐵質(zhì)礦物，由于這一地區(qū)的鎂鐵質(zhì)異常特征，甚至引發(fā)了有關(guān)月幔是橄欖巖還是輝石巖的爭論。雖然根據(jù)月球巖漿洋假說，橄欖石和輝石是月幔的主要礦物，但是月殼形成之后的深成巖漿侵入作用同樣能夠在月殼中形成富集橄欖石或輝石的巖石，因此富集橄欖石或輝石并不能作為源自月幔的證據(jù)。迄今人類還沒有獲取南極-艾肯盆地的樣品返回地球，無法獲知其微量元素和同位素特征，通過遙感或原位探測可獲得的物質(zhì)成分信息中，斜長石含量也是區(qū)分殼源和幔源巖石的關(guān)鍵指標(biāo)。

　　芬森撞擊坑濺射出的南極-艾肯成分異常區(qū)物質(zhì)中的斜長石含量超過了撞擊熔融體分異過程所能演化出的斜長石含量，因此成分異常區(qū)礦物學(xué)特征的形成存在額外月殼物質(zhì)的加入（圖2）。數(shù)值模擬研究認(rèn)為，在南極-艾肯撞擊挖掘過程中，月殼已經(jīng)被完全剝離，但在隨后的改造階段，瞬時坑壁的垮塌可能導(dǎo)致月殼物質(zhì)滑落盆地底部。另外，南極-艾肯撞擊事件之后的其它盆地撞擊事件也對南極-艾肯盆地底部產(chǎn)生了回填作用，盆地形成時暴露出的月幔物質(zhì)或撞擊熔融產(chǎn)物很可能已經(jīng)被月殼物質(zhì)稀釋。礦物學(xué)與地球化學(xué)解混分析結(jié)果表明，成分異常區(qū)表面月壤由大約70%月殼物質(zhì)與大約30%富集鐵元素與不相容元素的物質(zhì)混合而成。

　　圖2. 嫦娥四號著陸區(qū)礦物組分及其來源儲庫

　　該研究成果第一作者為山東大學(xué)博士后陳劍，通訊作者為山東大學(xué)行星科學(xué)團(tuán)隊課題組長，中科院比較行星學(xué)卓越創(chuàng)新中心高級研究員凌宗成教授，發(fā)表于國際天文學(xué)專業(yè)期刊《The Astrophysical Journal Letters》。（陳劍 石萌 戚鐵磊）