月球背面愛拉托遜紀掩埋撞擊坑地下結構獲揭示
中國科學院院士、中山大學地球科學與工程學院教授高銳團隊與合作者借助“玉兔二號”月球車搭載的探月雷達數據，首次全方位、清晰地呈現了一個位于月球背面掩埋撞擊坑的地下結構全貌。相關成果近日發表于《地球與行星科學快報》（Earth and Planetary Science Letters）。
論文第一作者、中山大學地球科學與工程學院副教授張領指出，該研究不僅為深入理解月球撞擊坑的地下響應機制提供了直接有力的證據，同時也為南極-艾特肯盆地內撞擊事件的發生年代以及撞擊物的起源研究設定了新的約束條件。
嫦娥四號著陸區及該區域主要地質事件的時間序列。研究團隊供圖，下同
撞擊坑作為月球表面最為普遍且顯著的地質特征，宛如太陽系早期劇烈碰撞歷史的忠實“記錄員”。長期以來，針對月球撞擊坑的研究，大多依賴于表面形貌分析以及數值模擬手段。然而，對于撞擊事件究竟如何在月表之下對巖層進行改造，一直缺乏直接的觀測證據。嫦娥四號任務的著陸區選在月球背面南極-艾特肯盆地內的馮·卡門撞擊坑，這一特殊選址為深入研究月球的早期地質歷史以及撞擊事件引發的內部響應結果提供了絕佳的研究條件。
為了深入剖析月球撞擊事件，研究團隊充分利用中國嫦娥四號任務中“玉兔二號”月球車搭載的探月雷達，對長達65個月球日、總計約1600米的巡視路徑所采集的數據展開了綜合分析。探月雷達憑借其高、低頻雙通道優勢，實現了從淺層到深層、清晰連貫的地下結構成像。
重建的隕石坑三維結構及形態。
探月雷達的探測結果顯示，在著陸區下方，隱藏著一個完整的古老埋藏撞擊坑。該撞擊坑直徑達484米，其引發的地下結構特征一直延伸至215米深處。通過全面綜合分析，研究團隊成功構建了一個包含12層的地層結構模型，揭示出由月壤、古月壤層、濺射沉積以及玄武巖單元構成的復雜地質序列。尤為重要的是，這些雷達圖像首次提供了撞擊坑地下改造過程的原位證據，清晰識別出典型的撞擊坑地下特征，包括改造區、放射狀坍塌、中央回彈以及深部斷裂系統。在此基礎上，研究團隊還依據雷達數據的空間分布情況，重建了該撞擊坑的三維結構。
該研究成果意義非凡。它不僅是首次為這一個掩埋于月球背面的撞擊坑繪制了一幅精準的“三維肖像”，更為關鍵的是，為整個撞擊坑科學領域提供了關鍵的、前所未有的地下原位數據。這些數據為了解撞擊坑的內部響應機制提供了直接證據，同時也為驗證和改進現有的撞擊動力學模型提供了不可或缺的物理約束。嫦娥四號的探月雷達讓我們得以真正“看”到月球古老地質活動留下的深刻印記，“聽”到月球古老撞擊疤痕之下，來自億萬年前的歷史回響。
相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.epsl.2025.119542
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