玉兔二號發現厘米級透明玻璃球屬國際首次 記錄重要撞擊過程

撰文:蘇子牧
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中國探月工程再有新發現,玉兔2號月球車在月球背面發現了厘米級直徑的透明玻璃球研究,此類玻璃珠在國際上是首次發現。

據微信公號「中國科學雜誌社」周四(17日)消息,中山大學肖智勇博士領銜的研究團隊,在Science Bulletin 2022年第4期發表了題為「Translucent glass globules on the Moon」的Short Communication論文,報道了玉兔2號月球車在月球背面發現了厘米級直徑的透明玻璃球研究,此類玻璃珠在國際上是首次發現。研究認為貧鐵的斜長岩月殼在高速撞擊作用下,熔融物快速冷凝可形成大量此類透明玻璃球,它們記錄了重要的撞擊過程和撞擊歷史的訊息,是未來月球探測任務的理想採樣目標。

高速撞擊作用是塑造月球表面地貌、影響月球地質演化的主要地質營力。在持續的撞擊作用下,月球表面被一層厚度不等的月壤物質覆蓋,其中含有大量的撞擊玻璃。

玻璃微珠是月球撞擊玻璃的重要組成部分,形成於氣化物凝結和熔融物冷凝。和月球火山玻璃微珠一樣,月球撞擊玻璃珠的直徑大多遠小於1毫米。撞擊玻璃微珠是反演月壤物質成分、記錄月表撞擊歷史的關鍵載體。

報道稱,人類首個月球背面軟着陸探測任務——嫦娥四號,在月球上發現了數粒厘米級直徑的半透明的玻璃球。這是國際上首次在月球上發現的手標本大小的、半透明的玻璃球。相比之下,美國阿波羅宇航員在月球上也發現了一些更大的撞擊玻璃球,直徑可達數厘米;這些玻璃球整體呈不透明的黑色,內部常常含有大量的碎屑和氣孔。

中山大學肖智勇博士領銜的研究團隊,使用玉兔2號搭載的全景相機數據分析了這些透明玻璃球的顏色、形態和產出特徵。

研究發現,這些玻璃球不是月球火山活動或外來撞擊體直接降落的產物,它們是成分特殊的撞擊玻璃。參考主要月球岩石的熔體在冷卻時發生結晶的臨界降温速率,研究人員注意到組成月球高地月殼的斜長岩具有很低的鐵含量,其熔體的臨界降温速率小於5K/s,因此是形成厘米級直徑的透明玻璃珠的最佳原岩。進而,研究人員限定了這些玻璃球沉積時的彈道速度,並使用月球表面的礦物和元素丰度數據,在相應的範圍內尋找可能的母坑。結果發現,着陸點附近很多撞擊事件可能形成了此類玻璃球,它們可能是月球高地月壤上常見的物質。

這項發現對撞擊機理研究具有重要的指示意義,一是它們是記錄月球高地的早期撞擊歷史的關鍵訊息載體。例如,這些玻璃球的形成過程可能和地球上廣泛分佈的遠撞擊玻璃(俗稱玻璃隕石)相似,將證明遠撞擊玻璃是類地天體上撞擊事件的固有產物。

二是月球高地上形成的古老撞擊盆地可能也形成了大量的此類玻璃球,其形成年齡是反演內太陽系早期撞擊歷史的重要訊息。當然,這些指示意義的挖掘和驗證需要精細的地球化學數據做支撐。

報到最後指出,這項發現表明月球斜長岩適用於生產具有良好透光性能的玻璃,未來月球基地的建設可考慮原位使用月球斜長岩作為資源。

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