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本文转自：中国科学报
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图片来源：David Gannon/AFP via Getty % T& I0 |' M5 } S. v R) y& G% \
本报讯印度“月船3号”探测器首次测量了月球南极附近土壤的成分。它发现的矿物质进一步证明，月球表面在其形成后不久就完全熔化了，并形成一片岩浆海洋。相关研究8月21日发表于《自然》。 + N/ u( r" S' D5 W8 X
“月船3号”于2023年7月14日发射升空，其“维克拉姆”着陆器于8月23日成功在月球南极着陆。“维克拉姆”着陆器高约2米、重约1700公斤，携带了一辆26公斤的月球车——Pragyan。
) f( r) r$ R) e Pragyan在10天内收集了从温度到地震的相关测量数据，还研究了月球风化层（覆盖大部分月球表面的精细物质）的化学成分。月球车通过部署阿尔法粒子X射线光谱仪（APXS），在月球表面不同位置进行了23次探测。 $ W" @- \7 O4 @" k7 H; ^
印度物理研究实验室X射线天文学家Santosh Vadawale和同事分析了APXS收集的23个样本数据，并利用这些信息确定了月球风化层包含的元素及其相对丰度，从而揭示了月壤的矿物成分。 / W* o" _; I5 s3 h& A
研究人员发现，所有23个样本的主要成分都为月球上常见的含铁斜长岩。
w9 ?+ R, p( t' |) A( X- R/ ` 此前的月球着陆器也得到了类似结果，但“月船3号”获得的是月球极地地区的第一个样本，而之前着陆器访问的是月球赤道和中纬度地区。总之，这些分析表明，月球风化层的构成分布均匀。Vadawale说，这直接证实了月球表面在形成后是一片熔融的岩浆海洋。 8 G3 E: f5 k/ A/ Z
据悉，两个独立团队通过分析美国“阿波罗11号”收集的岩石样本，于1970年提出了月球存在岩浆海洋的假说。该假说认为，月球早期曾发生过全球性熔融，形成了很深的岩浆海洋。随着岩浆海洋冷却，密度较低的含铁斜长岩浮到月球表面，较重的矿物则下沉形成月幔。而此次探月，“月船3号”的上述发现支持了这一假说。
8 F: F% `6 `( T+ T( e- I 此外，Vadawale和同事发现，与钙相比，样本中镁的含量更高，表明月球较深部位的镁铁质物质已混合到风化层中。研究人员将这归因于月球南极-艾特肯盆地的形成。该盆地的边缘距离“月船3号”着陆点350公里。 . }$ @% d* }# ?3 c6 M! i
“形成如此大的撞击盆地，会将更深层的物质‘挖’出来。”Vadawale说，因为撞击物会深入月表以下，致使更深层的富含镁的物质大范围散布，略微改变了如今采集样本的风化层。
# S+ T% c* j' x) P9 J0 v, S% F; N) u, } 但南极-艾特肯盆地似乎主要由辉石组成，与此次样本数据不太吻合。研究人员表示，要了解这个问题，可能得将样本带回地球分析。（徐锐）
& s" O1 L& r' k+ e; l 相关论文信息：
% D9 H6 G+ C# N1 F* i# F https://doi.org/10.1038/s41586-024-07870-7 ; g) o+ g5 `" E0 g v% R
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