嫦娥四号揭开月背地下浅层结构神秘面纱

嫦娥四号着陆区地下分层结构

北京时间2月27日，科学进步网上发布了中国月球深空探测领域的最新成果。由中国科学院国家天文台研究员李春来和苏烟带领的研究小组，利用嫦娥四号玉兔二号月球车搭载的月球雷达，首次揭示了月球背面着陆区地下40米内的地质分层结构，发现地下物质由低流失的月球土壤物质和大量不同大小的岩石组成。这一研究结果对了解撞击过程中月球表面的变化、火山活动的规模和历史具有重要意义。

研究人员计算并分析了月球浅层物质的特征参数，包括电磁波在月球表面下物质中的传播速度、介电常数、密度、损耗角正切和钛铁含量。根据获得的物理参数和雷达图像，沿着月球车行进的106米路径，在40米深度范围内识别出三个不同的地下地层单元。

第一个单元是从月球表面到地下12米处的细粒月球土壤，其中嵌有少量岩石。月球土壤层是由多个撞击坑重叠的溅射物质形成的，这些撞击坑可能来自周围的芬森撞击坑和冯卡门L撞击坑等。第二个单元在地下12米至24米，这是雷达图像上回波强度最高的区域，表明里面有大量的石头，甚至形成砾石层和砾石堆，这表明溅射物质的沉积不仅是地毯的铺展，而且是剪切、混合、挖掘和二次冲击坑的结构扰动等复杂的地质过程。第三个单元在地下24米至40米处，雷达回波明暗交替变化，是不同时期老溅射物的沉积和风化产物。

研究人员表示，40米深度以下的雷达信号很弱，高频通道雷达信号无法再推断出它们的物质特征。根据区域地质历史推测，在嫦娥四号着陆点附近，完整的月海玄武岩覆盖了月面以下40多米的深度。

这项研究工作通过嫦娥四号月球雷达的直接原位测量，获得了月球背面浅层地下结构的第一幅雷达图像、月球表面下物质的特征参数和溅射物质的内部地层序列，首次揭示了月球背面地下结构的奥秘。