如何了解神秘的月壤內部？我國科學(xué)家有了一雙“透視眼”。
記者5月18日獲悉，基于“嫦娥四號”獲取的可透視月壤內部狀態(tài)的月面雷達數據，深圳大學(xué)深空與深地學(xué)科交叉研究團隊等研究人員首次發(fā)現，月球表面年齡與月壤內部非均勻性呈正相關(guān)。
論文第一作者、我國探月工程“嫦娥四號”任務(wù)科學(xué)研究核心團隊成員、深圳大學(xué)高等研究院助理教授丁春雨博士告訴科技日報記者，這是國際上首次獲知月球表面年齡與月壤內部非均勻性的關(guān)系，其普適性涵蓋了月球幾乎所有月海區域。研究量化了月球背面月壤內部非均勻性的程度，為研究月球表層環(huán)境變化和資源探測奠定了重要基礎。相關(guān)成果近日發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《天文學(xué)與天體物理學(xué)》。
長(cháng)期以來(lái)，月壤內部的非均勻性是困擾科學(xué)家們的難題。論文共同通訊作者、深圳大學(xué)土木與交通工程學(xué)院教授黃少鵬解釋?zhuān)虑虮砻娴刭|(zhì)年齡不同的地區，月壤內部性質(zhì)存在差異，體現為月壤物質(zhì)成分和粗細結構分布不均勻。以往科學(xué)家用光學(xué)手段觀(guān)測月球表面的非均勻性，但光學(xué)手段不具備穿透性，因此月表以下月壤內部的非均勻性一直無(wú)人知曉。丁春雨表示，“嫦娥四號”任務(wù)攜帶的“玉兔二號”巡視器搭載的月球表面穿透雷達，就好似一部給月球做CT的儀器，可透視月球表層之下深數十米的物質(zhì)，為研究月壤內部的非均勻性提供了難得機會(huì )。
丁春雨介紹，研究采用了“玉兔二號”在“嫦娥四號”著(zhù)陸點(diǎn)附近17個(gè)月晝（月球1個(gè)晝夜約相當于地球一個(gè)月）行走約443.35米所探測的雷達數據?！坝捎跓o(wú)法直接從觀(guān)測數據中得到月壤內部非均勻性的參數，團隊構建了月壤層模型，通過(guò)模擬電磁波在月壤層模型中傳播，得到了模擬觀(guān)測數據?！倍〈河瓯硎?，模擬數據與實(shí)際觀(guān)測數據相似，表明月壤層模型符合實(shí)際月壤結構。
基于雷達模擬數據與觀(guān)測數據對比，研究團隊得到“嫦娥四號”和“嫦娥三號”著(zhù)陸區月壤內部的非均勻長(cháng)度分別約為20厘米和13厘米。丁春雨解釋?zhuān)@說(shuō)明“嫦娥四號”著(zhù)陸區月壤內部物質(zhì)的聚集程度比“嫦娥三號”更高。
“嫦娥四號”和“嫦娥三號”著(zhù)陸區月表地質(zhì)年齡分別約為37億年和25億年，研究團隊多次討論后敏銳發(fā)現，月壤內部的非均勻性與月球表面地質(zhì)年齡可能存在很強烈的關(guān)系。
研究表明，月球表面地質(zhì)年齡老的地區，月壤內部的非均勻聚集程度越高；反之，地質(zhì)年齡輕的區域，月壤內部有更多的碎塊物質(zhì)，物質(zhì)之間相對疏離。丁春雨分析，這是因為地質(zhì)年齡越老的地區，其表面物質(zhì)受到的空間風(fēng)化作用時(shí)間越長(cháng)，例如遭到隕石撞擊的頻率更高，導致表面物質(zhì)顆粒逐漸細化，空間兩點(diǎn)之間的物質(zhì)更為聚集。
“這項研究是團隊攻克月壤內部秘密的一部分?！秉S少鵬說(shuō)，“未來(lái)，我國月球探測任務(wù)將攜帶類(lèi)似的雷達‘透視眼’著(zhù)陸于月球南極，這將為全面研究月球表層不同地質(zhì)單元的非均勻性提供更多可能?！碧? 芳
