“月球从何而来？ “嫦娥”正接近答案”

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冯·卡门陨石坑

在广寒宫里，嫦娥枯坐，玉兔磨药，这是古老的神话之月。 坑，陨石坑，坑，这是现代影像图的月亮。 但是，月亮深处有什么是长久以来没有答案的谜题。

日前，国际期刊《自然》在线发表了中国探月行业的重大发现。 中国科学院国家天文台月和深空勘探研究部主任李春来率领的研究小组利用嫦娥4号的位置光谱探测数据，月球背面的南极艾特肯盆地( spa )存在着以橄榄石和低钙辉石为主的深部物质，长期困扰着国内外学者，

关于月球的形成有那些假设和理论吗？ 现代科学又提供了那些证据吗？ 这个最新发现对完整月球的形成和进化模式的启发到底是什么呢？

月地幔成分事关月演化

关于月球的形成和演化存在着许多理论和模型，其中关于月球形成的假说和理论包括分裂模型、捕获模型、共增殖模型、巨大碰撞模型4种。 李春来在接受科技日报记者采访时说。

其中，分裂模型假设初期地球旋转特别快，自身旋转不稳定，赤道地区的物质被轨道甩出，从而产生了月球。 捕获模型认为，月球在太阳系的其他地方形成，最终近距离遭遇地球，进入被重力捕获并约束的稳定的环绕轨道。

共增殖模型认为，在地球增殖的过程中，围绕地球的恒星物质盘可能由多个机制形成，该恒星物质盘存在于地球增殖的过程中，月球由小太阳辐射物组成。

但是，目前普遍公认的是巨大碰撞模型。 根据这个理论，月球是在太阳系形成的初期形成的。 当时的地球与火星大小的天体碰撞，碰撞后抛出的地壳和上地幔物质在地球轨道上反复增殖，形成了月球。 李春来讲

关于月球早期演化的假说和理论主要是有名的岩浆洋理论。 随着大碰撞和累积增殖的能量释放产生大规模熔融，也就是岩浆海，随着熔体结晶物的密度分离形成低密度、富斜长石的月壳，橄榄石、辉石等沉重矿物沉降形成月幕。 李春来告诉科技日报记者。

现代科学为这些假说和理论提供了大量证据。 首先是月壳中含有丰富斜长石的证据。 阿波罗号从月球带回样品的月海玄武岩的化学和岩石学研究证实了月海表面富含斜长石，并通过遥感得到了铁( fe )、镁( mg )、铝硅( al/si )、镁

深部月壳和月幕的物质成分目前仍有很大争议，明确其物质成分是此次研究的重要目标。 李春来讲

着陆区的选择是关键

为了了解月球的形成，为什么知道月球地幔物质的组成很重要？ 了解到月球地幔占月球体积和重量的主要部分，月球地幔物质的组成检验了岩浆海洋理论的正确性，能够修改和完善月球形成和演化的理论模型。 李春来解释说。

迄今为止，在美国阿波罗任务和苏联月球任务返回的月球样本中，没有发现月球地幔确切物质组成的直接证据。 李春来和研究小组为什么能拿到重要的证据？

这次能够取得或突破重要证据的重要因素是嫦娥四号着陆区域的选择。 李春来讲

美国的阿波罗任务和苏联的月球任务都在月球正面着陆，着陆区域没有位于巨大的撞击坑内部。 这是因为发现代表月球深部的月幕物质成分的可能性很低。

嫦娥四号在月球背面的南极-埃尔特肯盆地着陆。 艾特肯盆地是整个月球最大、最深、最古老的碰撞盆地，被认为是冲破月球外壳露出月球深部物质可能性最高的地区。 李春来讲

嫦娥四号探测器的着陆点位于艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内部，该区域被芬森撞击坑的溅射物覆盖，而芬森撞击坑是小天体撞击艾特肯盆地的内部表面而形成的，就像在艾特肯盆地的表面进行了深深的挖掘一样

嫦娥四号的最新发现对完整月球形成和演化的岩浆海洋理论起着重要的作用。 嫦娥四号探测结果表明，如果月球地幔的物质成分与岩浆海洋理论预测的物质成分不一致，可以修正岩浆海洋理论，使之完整，提出新的理论。 李春来说。

分解研究结果表明，李春来研究小组还不能排除月地幔物质成分富含橄榄石的预测，认为上个月地幔的物质成分很可能由橄榄石和低钙辉石组成。

越来越多的数据验证结果正在等待中

芬森撞击洞的物质是揭示月球地幔深处奥秘的关键。 芬森撞击坑是艾特肯区域内比较年轻的撞击坑，溅射物的分布不易受后续撞击事件的影响，月球没有经历过板块构造运动，也不受地球大气、水、风沙等的侵蚀作用。 李春来讲

但是，随着时间的推移，芬森撞击坑的溅射物受到空之间的风化作用的影响，有剧烈的温度变化、高能粒子的撞击、微小陨石的撞击等。 这会使溅射物发生物理和化学上的变化。 物理变化主要是粉碎和熔合作用，即岩石和矿物破碎成更小的碎屑，熔合作用形成熔合碎屑，化学变化主要是某些矿物的衰变和纳米相铁的发生，增加月壤成熟度。 李春来讲

此次研究的重要数据是玉兔2号搭载的红外成像光谱仪( vnis )获取的着陆区两个探测点的优质光谱数据。 这是因为vnis在冯·卡门坑内得到的是局部区域的光谱数据，可以用于说明月地幔整体的物质组成状况吗？

李春来告诉科技日报记者，此次研究结果暂时无法证明整个月地幔的物质组成情况。 根据vnis冯·卡门撞击坑内局部区域的光谱数据，初步认为埃特肯盆地的大型撞击应该冲破了月壳，发掘了该区域上个月的地幔物质成分。

另外，该地区的月幕物质成分被认为不能排除富含橄榄石的可能性，上个月幕的物质成分很可能主要由橄榄石和低钙辉石构成。 李春来强调。

李春来表示，随着后续勘探任务的执行，将获得更多比较有效的勘探数据。 研究小组将关注后续光谱数据的解析研究事业，进一步解析验证这次的研究结果。 (记者代小佩)