嫦娥四號剛「復甦」就有新發現？

嫦娥四號剛「復甦」就有新發現？

趙越編譯

嫦娥四號才剛剛從漫長的月球背面的冬夜中「復甦」，就重新開展了它在月球背面的探索任務。出人意料的是，剛剛開始月背探索的嫦娥四號探測器就帶來了全新的發現。2019年5月15日的《自然》（Nature）雜誌刊登了這項進展——人類歷史上首次發現月幔層物質。原刊詳細解釋了玉兔二號在進行地表探測時獲取的樣本數據，並且配有國家天文台李春來教授的詳細分析，數據內容主要是玉兔二號在第一個月晝的光譜探測數據，為解答月幔物質組成這一科學難題帶來了新的線索。

月幔層物質是怎麼發現的？

工欲善其事，必先利其器，好的科學發現過程中離不開精密科學儀器的支持。玉兔二號探測車上就攜帶有一種科學儀器，叫做可見及近紅外波段光譜分析儀（VNIS）,它主要用於探測物體物質表面的散射和反射光來獲取對應的特徵光譜，然後判斷它的內部物質成分。

在玉兔二號科學探索任務實施的過程中，除了使用一般攝影鏡頭進行外景拍攝之外，VNIS還會不斷收集不同區域岩石的特徵光譜，類似於在地球上使用儀器探測淺層金屬礦藏的過程。

在VNIS發現特定的光譜信號後，科學家需要將結果與地球上的物質進行比對，查看兩者的相似性，以確認月球上發現的物質成分。經過反覆查驗，他們才能最終確定發現的是不是月幔層物質。

由於地幔層和月幔層的相似性，地幔層的代表成分之一橄欖岩成為天文學家們尋找的重點目標。結果令人欣慰，他們確實在VNIS探測光譜中發現了橄欖岩成分，進而確定了月幔層物質的發現。

科學工程的成功需要精心的準備，而不是依靠運氣。比如確定玉兔二號的探測取樣點就經過了周密的考慮，這些考慮依靠的不是盲目的試探，而是對月球地質演化的知識了解和一般推斷。

這次發現的月幔層物質來自著名的馮-卡門撞擊坑，它位於更加著名的艾特肯盆地之內，其具體位置如下圖：

一次「蓄謀已久」的發現

科學界一直認為，早期月球背面遭受過一顆大質量隕石撞擊，導致月球的外殼被擊穿，月幔層流於表面，然後逐漸演化出大大小小的盆地。艾肯特盆地就是其中的代表，它整體寬度約2500km，深度約13km，目前所知太陽系內最大的隕石坑。

所以，如果說哪裡能發現月幔層物質，最可能的答案就是艾特肯盆地。特別是馮-卡門撞擊坑周圍密布著火山岩層，這些岩石非常堅固，能夠為嫦娥四號點火減速提供足夠的反衝力。

然而事物具有兩面性。厚實的火山岩層能確保嫦娥四號平穩降落，也能牢牢將艾特肯盆地的月幔層物質包裹起來，讓玉兔二號無計可施。不過這難不倒科學家們，他們又將目光投向了芬森盆地。

芬森盆地離艾特肯盆地很近，形成的時間也與艾特肯盆地相若，據此推斷，它的表面也可能有月幔層物質存在。本來讓玉兔二號前往芬森盆地實地探測是個不錯的想法，然而卻不可能實現，因為玉兔二號缺少長時間續航能力，它只能在嫦娥四號周圍活動。

看起來又是一籌莫展，不過放棄從來不是知識武裝的科學家的最佳選項。他們根據繞月軌道衛星的觀測結果，推斷出芬森盆地的形成晚於艾肯特盆地。這意味著在芬森盆地形成時，SPA盆地的火山岩漿層已經凝結成形，芬森盆地火山的劇烈運動會將月幔層物質拋射到極遠的地方，所以在降落點附近仔細搜尋也有可能發現來自芬森盆地的月幔層物質。

探測結果證實了理論的正確性，玉兔二號最終在SPA盆地的馮-卡門撞擊坑附近發現了來自芬森火山噴發而出的月幔層物質。

發現月幔層物質的意義

相關探測結果數據的公布引起了學術界的熱烈討論。來自布朗大學的著名地質學教授James W.Head表示：「這個探測結果非常驚人，我覺得這意味著我們可以從艾特肯盆地帶回月球地幔層的樣本了。」並且還表示他們的團隊正在積極和「嫦娥四號」項目地面指揮中心人員聯繫，想要了解更新的勘測進度和結果。

此次對月幔層物質的發現，最突出的意義是證實了科學家們關於月球演化猜想，隨著之後不斷發掘出更新的科學數據，現有的月球理論猜想也會逐漸完善，月球內部結構的解析有助於我們回答一個重要的問題——月球當年是不是從地球分裂出來的。

參考文獻：http://www.planetary.org/blogs/guest-blogs/2019/change-4-may-have-discovered.html

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