文章来源：新华网 喻菲 杨春雪    发布时间：2015-04-14 

　　中国第一个月球探测器“玉兔”测量了月壤的矿物和化学成分，并仔细“聆听”了下层岩石记录的信息后发现，应已“死寂”的月球却在“晚年”又一次迸发出活力。

　　科学家对“玉兔”传回的探测数据分析显示，“玉兔”脚下那片被称作雨海的盆地，在大约25亿年前还泛滥着火山喷发的熔岩。科学家此前普遍认为月球在31亿年前就逐渐沉寂而少有地质活动了。

　　“这好像一个人老得已坐上轮椅，却又突然跑了起来。”中国科学院地质与地球物理研究所研究员林杨挺说。

　　距离人类探测器上一次登陆月球近40年后，“嫦娥三号”于2013年12月14日降落在雨海盆地东北部。那里是揭开月球身世之谜的重要位置。“玉兔”首次使用了测月雷达、可见光红外成像光谱仪和粒子激发X射线谱仪等仪器在月面进行就位探测。

　　中科院5个团队利用“嫦娥三号”探测数据开展多学科研究。林杨挺团队的任务是根据“玉兔”探测到的信息，试着还原月球的一段历史。团队的研究成果作为封面文章刊登在新一期学术刊物《美国科学院院刊》上。

　　林杨挺团队从测月雷达低频段数据中破译出三层玄武岩结构，由上至下厚度分别为195米、20米、130米。这些玄武岩是一次次火山喷发出的岩浆充填盆地形成的。科学家此前根据高分辨率卫星影像显示的撞击坑密度，推算出最上层玄武岩可能形成于25亿年至20亿年前。

　　“月球上玄武岩浆粘度很小，很像油倒在地上铺展成一大片。中外月球轨道探测器图像显示‘玉兔’探测的这片玄武岩面积很大，而数据表明最上一层玄武岩如此之厚，这显然是一次大规模火山活动。”林杨挺说。

　　人们在地球上看到的月亮暗色部位被称作月海，大部分是距今38亿年至31亿年间玄武岩浆充填大型撞击盆地形成的。“对于月球来说，距今25亿年已经属于它的晚年了，这个阶段还有如此规模的火山喷发活动，与我们以前的认识不同。”林杨挺说。

　　科学家还从测月雷达高频段数据中读出“玉兔”脚下月壤厚度约为5米。

　　“阿波罗计划曾用地震仪测量过月球高地月壤厚度，而这是第一次在月球表面直接测量月海的月壤厚度。”林杨挺说。月壤是小行星或彗星不断轰击，将岩石砸碎而形成的。古老的月球高地比相对年轻的月海积累着更厚的月壤。科学家曾估算月海月壤的厚度差别很大，从2米至8米不等，大部分人认为是两三米。

　　“‘玉兔’探测区地质年代非常年轻，月壤厚度却达5米，这有点出乎意料。我们认为以前明显低估了月壤的厚度。”林杨挺说。

　　科学家认为研究月壤很重要，因为月壤记录了月球表面的历史，特别是太阳辐射的历史。氦-3和氢等重要资源主要储存在月壤中。

　　光谱分析显示，“玉兔”脚下月壤的矿物成分与美国的月壤采样相似。科学家从粒子激发X射线谱中分析出12种化学元素，包括4种含量不到万分之二的微量元素。这里月壤中铁和钛的含量高于美苏采集的样品。

　　有关月球的形成与演化的一个假说是：地球曾与一个火星大小的天体发生了一次大规模碰撞，产生了大范围的物质交换和混合。留在地球引力范围的部分残骸形成月球，后来经历了岩浆洋阶段，以及约39亿年前小行星密集轰击等重大事件。

　　“岩浆洋阶段是月球一段重要的历史。”林杨挺说。许多科学家相信，整个月球曾被厚达几百公里的岩浆覆盖。随着月球不断冷却，一些矿物结晶出来，重的橄榄石和辉石等下沉到深部，轻的长石上浮形成月球高地，中间残留的岩浆不断减少，微量元素和铀等放射性元素在最后的岩浆中不断浓缩，形成特殊月岩“克里普岩”。

　　根据“玉兔”发回的微量元素信息，科学家推断“嫦娥三号”着陆区的玄武岩含有10-20%“克里普岩”物质。

　　“我们认为岩浆在上涌途中，穿过“克里普岩”层时受到混染，就像汤里加了盐。”林杨挺说。由于深藏于月壳之下的“克里普岩”还只是科学家的猜测，在玄武岩中找到“克里普岩”的化学痕迹，支持了这种岩石的存在以及月球曾有岩浆洋的假说。

　　科学家希望在火星上揭开生命起源之谜，通过小行星研究太阳系的起源。月球探测帮助人类更好地认识地球的诞生和早期历史，并可能使月球作为人类深空探测的基地。

　　“月球的童年经历，地球上也发生过。但由于地质活动，地球早年的痕迹已被抹去。要想了解地球久远的往事，月球或许能给我们答案。”林杨挺说。

“玉兔”号