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本文转自：中国科学报
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0 N+ ?7 [* `3 O# v# A6 w; b 图片来源：David Gannon/AFP via Getty
0 x+ J( ^+ a8 w* A) l7 V0 F# S 本报讯印度“月船3号”探测器首次测量了月球南极附近土壤的成分。它发现的矿物质进一步证明，月球表面在其形成后不久就完全熔化了，并形成一片岩浆海洋。相关研究8月21日发表于《自然》。
, ^8 G! _* I" J' P “月船3号”于2023年7月14日发射升空，其“维克拉姆”着陆器于8月23日成功在月球南极着陆。“维克拉姆”着陆器高约2米、重约1700公斤，携带了一辆26公斤的月球车——Pragyan。 7 O2 c ~4 y* R* M
Pragyan在10天内收集了从温度到地震的相关测量数据，还研究了月球风化层（覆盖大部分月球表面的精细物质）的化学成分。月球车通过部署阿尔法粒子X射线光谱仪（APXS），在月球表面不同位置进行了23次探测。
/ k8 V: ]+ l; u# m7 u" j 印度物理研究实验室X射线天文学家Santosh Vadawale和同事分析了APXS收集的23个样本数据，并利用这些信息确定了月球风化层包含的元素及其相对丰度，从而揭示了月壤的矿物成分。
/ a k; C! v% m. H- {4 p/ M 研究人员发现，所有23个样本的主要成分都为月球上常见的含铁斜长岩。 % t7 ^1 A+ A+ L; Q0 @- X9 i( f% S
此前的月球着陆器也得到了类似结果，但“月船3号”获得的是月球极地地区的第一个样本，而之前着陆器访问的是月球赤道和中纬度地区。总之，这些分析表明，月球风化层的构成分布均匀。Vadawale说，这直接证实了月球表面在形成后是一片熔融的岩浆海洋。
( v! i$ q: C1 Z6 b |7 D4 S* K 据悉，两个独立团队通过分析美国“阿波罗11号”收集的岩石样本，于1970年提出了月球存在岩浆海洋的假说。该假说认为，月球早期曾发生过全球性熔融，形成了很深的岩浆海洋。随着岩浆海洋冷却，密度较低的含铁斜长岩浮到月球表面，较重的矿物则下沉形成月幔。而此次探月，“月船3号”的上述发现支持了这一假说。 $ [( L0 d0 W8 s8 t. z4 x0 U
此外，Vadawale和同事发现，与钙相比，样本中镁的含量更高，表明月球较深部位的镁铁质物质已混合到风化层中。研究人员将这归因于月球南极-艾特肯盆地的形成。该盆地的边缘距离“月船3号”着陆点350公里。
* e# z, I& x8 ]/ m8 a( P& x “形成如此大的撞击盆地，会将更深层的物质‘挖’出来。”Vadawale说，因为撞击物会深入月表以下，致使更深层的富含镁的物质大范围散布，略微改变了如今采集样本的风化层。 6 u+ B& _! p& T& O0 O) }
但南极-艾特肯盆地似乎主要由辉石组成，与此次样本数据不太吻合。研究人员表示，要了解这个问题，可能得将样本带回地球分析。（徐锐）
6 n0 K3 i I& p$ e+ ]0 ] 相关论文信息： , E. J7 S# v! I- T% l v% Y" u
https://doi.org/10.1038/s41586-024-07870-7 - m4 p' O8 v, N! J& E
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