嫦娥四號揭開月背地下淺層結構神秘面紗

北京時間2月27日，《科學進展》在線發表了中國月球深空探測領域取得的一項最新成果。

中國科學院國家天文台研究員李春來、蘇彥領導的科研團隊利用嫦娥四號玉兔二號月球車上搭載的測月雷達，首次揭示了月球背面著陸區域地下40米深度內的地質分層結構，發現地下物質由低損耗的月壤物質和大小不同的大量石塊組成。

這一研究成果對於了解撞擊過程對月表的改造、火山活動規模與曆史等具有非常重要的意義。

嫦娥四號著陸區地下分層結構

研究人員計算分析了月球淺層物質的特性參數，包括電磁波在月表下物質中的傳播速度、介電常數、密度、損耗角正切和鈦鐵含量等，根據獲得的物性參數和雷達圖像，沿著月球車行走的106米的路徑，在深度40米的範圍內，識別出了三個不同次表層地層單元。

第一單元為從月球表面到地下12米的細粒月壤，內嵌有少量石塊，此月壤層形成於多個撞擊坑互疊的濺射物之上，這些濺射物可能來自周邊的芬森和馮·卡門L撞擊坑等。

第二單元從地下12米到24米，這是雷達圖像上回波強度最大的區域，表明內部存在大量的石塊，甚至形成了碎石層和碎石堆，說明濺射物的沉積不僅僅是地毯式的鋪散，也會伴隨著物質之間的剪切、混合、挖掘以及二次撞擊坑結構擾動等複雜的地質過程。

第三單元從地下24米到40米，雷達回波明暗交替變化，是不同時期、更古老的濺射物的沉積和風化產物。

科研人員介紹，深度40米以下雷達信號微弱，高頻通道雷達信號已無法推斷其物質特性。結合區域地質曆史，推測在嫦娥四號著陸點附近，完整的月海玄武岩覆蓋在月表以下大於40米的深度。

這項研究工作通過嫦娥四號測月雷達的直接就位測量，獲得了月球背面地下淺層的第一張雷達圖像、月表下物質的特性參數，以及濺射物內部地層序列，首次揭開了月球背面地下結構的神秘面紗。