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“玉兔号”月球车就位探测数据分析论文在《Nature Communications》发表
2015-12-28 10:31:34 PDS    (点击次数:)

近日,本实验室有关嫦娥三号“玉兔号”月球车就位探测数据分析的研究论文在《Nature Communications》杂志发表。该杂志同时将文章作为亮点研究成果发布新闻稿(Press release)予以报道。论文题目为:“Correlated compositional and mineralogical investigations at the Chang’e-3 landing site”(Ling et al., 2015, Nature Communications, 6:8880, doi:10.1038/ncomms9880)。论文链接为:http://www.nature.com/ncomms/2015/151222/ncomms9880/full/ncomms9880.html .

2013年12月,我国成功发射“嫦娥三号”着陆器和“玉兔号”月球车,这是时隔近40年以来人类航天器再次登临月球表面巡视勘察。嫦娥三号着陆于雨海北部地区(340.49°E, 44.12°N),最近国际天文学联合会(IAU)已将其命名为“广寒宫”。月球轨道遥感研究表明,该地区广泛覆盖着暗色的爱拉托逊纪年轻月海玄武岩。与月球卫星遥感探测不同,“玉兔号”月球车就位巡视勘察可以获得更为精细可靠的月表物质成分特征,并为月球遥感研究提供新的“月面真值”(Ground Truth)。特别是,嫦娥三号着陆于一个直径约450米的年轻月球撞击坑−“紫微”(Zi Wei)坑东侧的新鲜撞击溅射物上,因而通过“玉兔号”巡视探测的月壤成分可以揭示该地区年轻月海玄武岩的化学成分特征。

该项研究综合采用 “玉兔号”月球车所搭载的粒子激发X射线谱仪(APXS)和红外成像光谱仪(VNIS)数据解译嫦娥三号着陆区月壤及其代表的月海玄武岩化学元素含量与矿物成分信息。研究结果表明,与已有Apollo和Luna月球取样以及月球陨石收集过的月海玄武岩不同,“玉兔号”月球车发现“广寒宫”附近的月海玄武岩是一种新型月海玄武岩,含有较为丰富的橄榄石和钛铁矿矿物。这不仅证实了之前遥感研究的推测,而且更为确切地表明橄榄石矿物成分趋向于富铁的矿物端元。APXS给出了月壤主量元素成分信息,表明该地区玄武岩具有极高铁、高钙、中钛、贫硅等特征;VNIS光谱解译揭示着陆区的镁铁质矿物主要以高钙辉石和富铁橄榄石为主,获得的镁铁质矿物模式比例与APXS元素混合模型结果相洽。研究推测该月壤成分来源于月球岩浆洋分异晚期的玄武岩源区,由较重的富铁辉石和钛铁矿堆积岩下沉并与月幔富铁橄榄石和斜方辉石的岩浆混合杂化而成。值得指出的是,该研究联合采用APXS和VNIS这两套独立的月表物质成分探测数据,推导出自洽的矿物成分结果并相互交叉验证,从而获得了新型月海玄武岩的可靠的矿物化学信息,为研究月球晚期火山活动和岩浆演化机制提供了新的约束。

该项研究由我校作为第一和通讯作者单位,与美国圣路易斯华盛顿大学地球与行星科学系、中科院国家天文台、中科院地球化学研究所、中国地质大学、中科院高能物理研究所、中科院上海技术物理所等七家单位合作完成。研究受到国家自然科学基金、中科院重点部署项目、山东省自然科学杰出青年基金、国家科技基础性工作专项等课题联合资助。



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