2020年11月嫦娥五号成功着陆在月球风暴洋东北部地区（43.06°N，51.92°W），并返回1731g月壤样品。该地区主要被埃拉托逊纪玄武岩所覆盖，月壤也主要由当地玄武岩发育而成。然而，月球撞击作用可能会导致外部溅射物与当地物质混合。经过不同研究团队近年的研究发现，着陆区周缘Pythagoras、Aristarchus、Sharp B、Copernicus及Harpalus等撞击坑的溅射物，可能混入到嫦娥五号着陆区的月壤中。其中，Pythagoras、Sharp B、Harpalus等三个撞击坑的年龄尚未确定。
山东大学行星科学团队利用遥感探测任务获取的月面高分辨率影像识别了各撞击坑的坑底、溅射毯、冲击熔融池上分布的小撞击坑。所选择的定年区域及用于定年的小撞击坑均排除了坑群、坑链等典型二次撞击坑。而后，使用撞击坑大小频率分布（Crater Size-Frequency Distribution）方法来获得这三个撞击坑的绝对模拟年龄和撞击坑密度值（N(1)/(km - 2)）。
图1 嫦娥五号着陆区周缘主要撞击坑分布
研究结果显示，Pythagoras是一个埃拉托逊纪撞击坑，绝对模式年龄是2.13 ± 0.16 Ga （N(1) =1.79 × 10−3 km−2）。Sharp B和Harpalus相对年轻，均为哥白尼纪撞击坑。Sharp B撞击坑的年龄是1.01 ± 0.12 Ga （8.46 × 10−4 km−2）；Harpalus撞击坑的年龄是1.10 ± 0.04 Ga （9.22 × 10−4 km−2）。结合嫦娥五号玄武岩定年的最新结果，本研究构建了嫦娥五号着陆区的地层关系。其中，Pythagoras撞击坑的溅射物可能位于该嫦娥五号玄武岩单元之下，Harpalus及Sharp B的溅射物可能位于嫦娥五号着陆区表层。我们推测Sharp B和Harpalus的溅射物混入到嫦娥五号着陆区月壤中。
与月海玄武岩样品一样，高地溅射物样品同样具有重要的年代学意义。阿波罗12号、17号任务所返回的高地溅射物研究，分别获得了哥白尼撞击坑和第谷撞击坑年龄。在嫦娥五号月壤的研究中，也可以针对性搜集其中的高地溅射物，并用Ar-Ar法确定撞击事件的年龄。把实验室获得的撞击年龄和遥感研究得到的撞击坑密度值相结合，也将为月球年代学曲线提供新的定标点。
图2 所研究的撞击坑在月球年代曲线上的分布
Hou, X., Fu, X., Qiao L., Li B., et al. (2021). Absolute model ages of three craters in the vicinity of the Chang'E-5 landing site and their geologic implications. Icarus, Volume, 372. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0019103521003857
该研究得到了中科院B类先导专项（XDB41000000）、民用航天领域预先研究（D020201、D020102）等项目支持。
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/ULQxDZXywMGDXcHyhCaDdA
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