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                玉兔二號在月球發現厘米級透明玻璃球

                未來理想采樣目標

                來源:微信公號“中國科學雜志社”  撰稿人:  發布時間:2022年02月18日 瀏覽:
                摘要:

                這項發現表明月球斜長巖適用于生產具有良好透光性能的玻璃,未來月球基地的建設可考慮原位使用月球斜長巖作為資源。

                  據微信公號“中國科學雜志社”2月17日消息,中山大學肖智勇博士領銜的研究團隊,在Science Bulletin 2022年第4期發表了題為“Translucent glass globules on the Moon”的Short Communication論文,報道了玉兔2號月球車在月球背面發現了厘米級直徑的透明玻璃球研究,此類玻璃珠在國際上是首次發現。研究認為貧鐵的斜長巖月殼在高速撞擊作用下,熔融物快速冷凝可形成大量此類透明玻璃球,它們記錄了重要的撞擊過程和撞擊歷史的信息,是未來月球探測任務的理想采樣目標。

                  高速撞擊作用是塑造月球表面地貌、影響月球地質演化的主要地質營力。在持續的撞擊作用下,月球表面被一層厚度不等的月壤物質覆蓋,其中含有大量的撞擊玻璃。玻璃微珠是月球撞擊玻璃的重要組成部分,形成于氣化物凝結和熔融物冷凝。和月球火山玻璃微珠一樣,月球撞擊玻璃珠的直徑大多遠小于1毫米。撞擊玻璃微珠是反演月壤物質成分、記錄月表撞擊歷史的關鍵載體。

                  人類首個月球背面軟著陸探測任務——嫦娥四號,在月球上發現了數粒厘米級直徑的半透明的玻璃球。這是國際上首次在月球上發現的手標本大小的、半透明的玻璃球(圖1)。相比之下,阿波羅宇航員在月球上也發現了一些更大的撞擊玻璃球,直徑可達數厘米;這些玻璃球整體呈不透明的黑色,內部常常含有大量的碎屑和氣孔(圖2)。

                嫦娥四號月球任務的玉兔2號月球車發現的玻璃球(圖片來源:中國航天局)。

                阿波羅任務采集到的月球玻璃球(圖片來源:Lunar and Planetary Institute)

                  中山大學肖智勇博士領銜的研究團隊,使用玉兔2號搭載的全景相機數據分析了這些透明玻璃球的顏色、形態和產出特征。研究發現,這些玻璃球不是月球火山活動或外來撞擊體直接降落的產物,它們是成分特殊的撞擊玻璃。參考主要月球巖石的熔體在冷卻時發生結晶的臨界降溫速率,研究人員注意到組成月球高地月殼的斜長巖具有很低的鐵含量,其熔體的臨界降溫速率小于5 K/s,因此是形成厘米級直徑的透明玻璃珠的最佳原巖。進而,研究人員限定了這些玻璃球沉積時的彈道速度,并使用月球表面的礦物和元素豐度數據,在相應的范圍內尋找可能的母坑。結果發現,著陸點附近很多撞擊事件可能形成了此類玻璃球,它們可能是月球高地月壤上常見的物質。

                  這項發現對撞擊機理研究具有重要的指示意義:

                 ?。?)它們是記錄月球高地的早期撞擊歷史的關鍵信息載體。例如,這些玻璃球的形成過程可能和地球上廣泛分布的遠撞擊玻璃(俗稱玻璃隕石)相似,將證明遠撞擊玻璃是類地天體上撞擊事件的固有產物;

                 ?。?)月球高地上形成的古老撞擊盆地可能也形成了大量的此類玻璃球,其形成年齡是反演內太陽系早期撞擊歷史的重要信息。當然,這些指示意義的挖掘和驗證需要精細的地球化學數據做支撐。

                  阿波羅宇航員在月球上活動時,曾驚嘆這些厘米級直徑的玻璃球十分顯眼。玉兔2號月球車發現的這些玻璃球也非常顯眼,因此未來的月球探測任務,尤其是月球背面的探測任務將有望發現并返回此類樣品。這項發現表明月球斜長巖適用于生產具有良好透光性能的玻璃,未來月球基地的建設可考慮原位使用月球斜長巖作為資源。

                責任編輯:單建慶
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