如何了解神秘的月壤內(nèi)部?我國(guó)科學(xué)家有了一雙“透視眼”。

記者5月18日獲悉，基于“嫦娥四號(hào)”獲取的可透視月壤內(nèi)部狀態(tài)的月面雷達(dá)數(shù)據(jù)，深圳大學(xué)深空與深地學(xué)科交叉研究團(tuán)隊(duì)等研究人員首次發(fā)現(xiàn)，月球表面年齡與月壤內(nèi)部非均勻性呈正相關(guān)。

論文第一作者、我國(guó)探月工程“嫦娥四號(hào)”任務(wù)科學(xué)研究核心團(tuán)隊(duì)成員、深圳大學(xué)高等研究院助理教授丁春雨博士告訴科技日?qǐng)?bào)記者，這是國(guó)際上首次獲知月球表面年齡與月壤內(nèi)部非均勻性的關(guān)系，其普適性涵蓋了月球幾乎所有月海區(qū)域。研究量化了月球背面月壤內(nèi)部非均勻性的程度，為研究月球表層環(huán)境變化和資源探測(cè)奠定了重要基礎(chǔ)。相關(guān)成果近日發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《天文學(xué)與天體物理學(xué)》。

長(zhǎng)期以來(lái)，月壤內(nèi)部的非均勻性是困擾科學(xué)家們的難題。論文共同通訊作者、深圳大學(xué)土木與交通工程學(xué)院教授黃少鵬解釋，月球表面地質(zhì)年齡不同的地區(qū)，月壤內(nèi)部性質(zhì)存在差異，體現(xiàn)為月壤物質(zhì)成分和粗細(xì)結(jié)構(gòu)分布不均勻。以往科學(xué)家用光學(xué)手段觀測(cè)月球表面的非均勻性，但光學(xué)手段不具備穿透性，因此月表以下月壤內(nèi)部的非均勻性一直無(wú)人知曉。丁春雨表示，“嫦娥四號(hào)”任務(wù)攜帶的“玉兔二號(hào)”巡視器搭載的月球表面穿透雷達(dá)，就好似一部給月球做CT的儀器，可透視月球表層之下深數(shù)十米的物質(zhì)，為研究月壤內(nèi)部的非均勻性提供了難得機(jī)會(huì)。

丁春雨介紹，研究采用了“玉兔二號(hào)”在“嫦娥四號(hào)”著陸點(diǎn)附近17個(gè)月晝(月球1個(gè)晝夜約相當(dāng)于地球一個(gè)月)行走約443.35米所探測(cè)的雷達(dá)數(shù)據(jù)。“由于無(wú)法直接從觀測(cè)數(shù)據(jù)中得到月壤內(nèi)部非均勻性的參數(shù)，團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了月壤層模型，通過(guò)模擬電磁波在月壤層模型中傳播，得到了模擬觀測(cè)數(shù)據(jù)。”丁春雨表示，模擬數(shù)據(jù)與實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)相似，表明月壤層模型符合實(shí)際月壤結(jié)構(gòu)。

基于雷達(dá)模擬數(shù)據(jù)與觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比，研究團(tuán)隊(duì)得到“嫦娥四號(hào)”和“嫦娥三號(hào)”著陸區(qū)月壤內(nèi)部的非均勻長(zhǎng)度分別約為20厘米和13厘米。丁春雨解釋，這說(shuō)明“嫦娥四號(hào)”著陸區(qū)月壤內(nèi)部物質(zhì)的聚集程度比“嫦娥三號(hào)”更高。

“嫦娥四號(hào)”和“嫦娥三號(hào)”著陸區(qū)月表地質(zhì)年齡分別約為37億年和25億年，研究團(tuán)隊(duì)多次討論后敏銳發(fā)現(xiàn)，月壤內(nèi)部的非均勻性與月球表面地質(zhì)年齡可能存在很強(qiáng)烈的關(guān)系。

研究表明，月球表面地質(zhì)年齡老的地區(qū)，月壤內(nèi)部的非均勻聚集程度越高;反之，地質(zhì)年齡輕的區(qū)域，月壤內(nèi)部有更多的碎塊物質(zhì)，物質(zhì)之間相對(duì)疏離。丁春雨分析，這是因?yàn)榈刭|(zhì)年齡越老的地區(qū)，其表面物質(zhì)受到的空間風(fēng)化作用時(shí)間越長(zhǎng)，例如遭到隕石撞擊的頻率更高，導(dǎo)致表面物質(zhì)顆粒逐漸細(xì)化，空間兩點(diǎn)之間的物質(zhì)更為聚集。

“這項(xiàng)研究是團(tuán)隊(duì)攻克月壤內(nèi)部秘密的一部分。”黃少鵬說(shuō)，“未來(lái)，我國(guó)月球探測(cè)任務(wù)將攜帶類似的雷達(dá)‘透視眼’著陸于月球南極，這將為全面研究月球表層不同地質(zhì)單元的非均勻性提供更多可能。”(唐 芳)

關(guān)鍵詞： 月球表面年齡 探月工程 月球表面穿透雷達(dá) 月壤內(nèi)部的非均勻性