月球岩石形成的发现解决了月球地质学的重大难题

月球岩石形成的发现解决了月球地质学的重大难题 图为 1972 年 NASA 执行阿波罗 17 号任务期间,宇航员兼地质学家 Harrison H. Schmitt 站在一块巨大的月球巨石旁。这项研究中的科学家们使用了来自这次阿波罗任务的岩石样本。资料来源:NASA/Gene Cernan利用熔岩进行的高温实验室实验与对月球样本进行的精密同位素分析相结合,确定了控制其成分的关键反应。图片显示的是阿波罗 17 号任务中的月球岩石(被称为高钛玄武岩)样本,与本研究中分析的样本类似。资料来源:美国国家航空航天局核心反应这种反应发生在大约 35 亿年前的月球内部深处,涉及岩浆中的铁(Fe)元素与周围岩石中的镁(Mg)元素的交换,改变了熔体的化学和物理特性。共同第一作者、布里斯托尔大学地球科学教授蒂姆-埃利奥特(Tim Elliott)说:"火山月岩的起源是一个引人入胜的故事,它涉及原始岩浆海洋冷却时产生的不稳定的行星级晶体堆的'雪崩'。"制约这段史诗般的历史的核心是存在月球独有的岩浆类型,但解释这种岩浆如何到达月球表面并被太空任务采样一直是个棘手的问题。能解决这个难题真是太好了"。图片显示的是美国国家航空航天局克莱门汀号航天器获得的月球表面钛丰度图。与陆地岩石相比,红色部分表示极高的浓度。图片来源:月球与行星研究所了解高钛玄武岩早在 20 世纪 60 年代和 70 年代,美国国家航空航天局的阿波罗任务就成功地从月球地壳中取回了凝固的古老熔岩样本,自此人们就知道月球表面部分地区钛(Ti)元素的浓度出奇地高。最近的轨道卫星测绘显示,这些被称为"高钛玄武岩"的岩浆在月球上广泛存在。"到目前为止,模型还无法再现符合高钛玄武岩基本化学和物理特征的岩浆成分。"共同第一作者、明斯特大学矿物学研究所研究员 Martijn Klaver 博士补充说:"事实证明,要解释它们的低密度尤其困难,因为这种低密度使它们能够在大约 35 亿年前喷发。"该研究实验的电子显微镜图像。熔体(棕色)与周围的晶体(绿色)发生反应,导致含铁量较低的熔体。资料来源:布里斯托尔大学/明斯特大学由英国布里斯托尔大学和德国明斯特大学领导的国际科学家小组利用高温实验成功地在实验室中模拟了高钛玄武岩的生成过程。对高钛玄武岩的测量还发现了一种独特的同位素组成,为实验所再现的反应提供了指纹。这两项结果都清楚地表明,熔固反应是理解这些独特岩浆形成的不可或缺的因素。 ... PC版: 手机版:

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嫦娥六号在月背展示的国旗是用岩石“绣”出来的?

嫦娥六号在月背展示的国旗是用岩石“绣”出来的? 月背展示的五星红旗材料是岩石?嫦娥六号国旗展示系统由中国航天科工集团旗下的中国航天三江集团联合武汉纺织大学等单位共同研制。“在奔月、绕月及落月的过程中,高低温反复交替,国旗对环境的耐受性要求就更高。”武汉纺织大学纺织新材料与先进加工技术国家重点实验室主任、中国工程院院士徐卫林告诉记者,在寻找合适材料过程中,团队根据月球资源原位利用原则,最终决定采用与月壤化学成分相近的玄武岩作为嫦娥六号国旗的核心材料。徐卫林介绍,与嫦娥五号国旗采用芳纶为主的新型复合材料相比,嫦娥六号国旗采用玄武岩材料具有明显优势,也面临很多新的挑战,比如玄武岩纤维具有非常优异的隔热抗辐射性能,能够抵御月表恶劣环境,但属于无机纤维,表面光滑、脆性较大、耐磨性差,难以纺制超细丝、纺纱、织造以及构筑高牢度的颜色。月面国旗团队成员曹根阳教授说,嫦娥六号在月球背面展示的国旗是能耐受高真空、高低温循环、强剂量紫外辐照等极端环境的“石头版”高品质织物国旗,是由以玄武岩为主的复合材料制造。和嫦娥五号上的国旗规格一样,嫦娥六号月面展示国旗大小也是300mm×200mm。不过,玄武岩纤维的密度超出嫦娥五号国旗原料密度近一倍。“可以说这是一面技术含量很高的‘石头版’织物国旗。”徐卫林说。“搓石成线”直径仅发丝的三分之一同样是“织物版”五星红旗,用岩石“编织”的国旗重量按说会偏重,但最后制作出来的展示国旗重量只有11.3克,比同规格的嫦娥五号国旗还要轻0.5克。“团队研发出的玄武岩纤维是直径只有头发丝三分之一的超细玄武岩纤维。”曹根阳解释,为把玄武岩变成纤维,团队将玄武岩石块倒入熔炉中进行高温熔融,当熔炉温度达到1600℃左右时,玄武岩呈液态流动,再通过喷丝板拉出极细的玄武岩长丝。在纤维拉丝完成后,还需要进行特殊表面处理,以进一步提高玄武岩纤维的柔韧性能。为了获得更细的玄武岩纤维,研究团队将实验室“搬”到企业的玄武岩熔炉旁,不断改良拉丝设备、优化制造方式,创新设计了喷丝板内腔结构,并进行了梯形优化,再配合炉内分布式精准控温,成功实现了超细玄武岩纤维的稳定量产;为有效保护玄武岩长丝,团队利用柔性水溶性长丝和芳纶短纤分层防护,设计了“双防护罩”结构,同时解决了玄武岩纤维高模量导致“起小辫子”的行业难题;面对光滑的玄武岩长丝带来国旗“染色”难,团队利用织物表面的芳纶短纤毛羽,使颜料中的黏合剂与其形成类似“铆钉”锚定的效果,有效提升涂料的界面结合牢度与国旗图案的饱满度,保障国旗展示效果。徐卫林说,历时近4年,团队联合多家企业、单位攻克了玄武岩超细纤维纺丝、纺纱、织造及色彩构建等诸多难题。月背飘扬“中国红”据介绍,国旗展示系统是探月工程四期探测器系统的关键项目。由于落月位置不同,嫦娥六号国旗展示系统在嫦娥五号任务基础上进行了适应性改进,并开展了展示效果和产品寿命可靠性评估。光线对于国旗的成像效果至关重要,由于嫦娥六号是在月球背面着陆,月面光线与旗面角度都发生了变化。中国航天科工集团专家介绍,研制团队提出了多种改进方案,联合总体单位开展了多轮方案评估和地面模拟月面成像试验,以保证国旗的最佳成像效果。同时,研制团队开展了国旗展示系统寿命评估和验证工作,确保能够在月球背面可靠运行。徐卫林说,玄武岩与月壤化学成分相近,此次嫦娥六号国旗也是月球资源原位利用的一种探索。月球玄武岩较多,未来建造月球基地可就地取材,将月球玄武岩做成片状或者管状建材用于建造,要比从地球取材节省成本。 ... PC版: 手机版:

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嫦娥六号月背样品又有新发现!为验证月球岩浆洋假说补上月背“拼图”

嫦娥六号月背样品又有新发现!为验证月球岩浆洋假说补上月背“拼图” 嫦娥六号月背样品又有新发现!由国家航天局组织的联合研究团队通过研究嫦娥六号月背样品中的玄武岩,验证了全月尺度月球岩浆洋假说,并提出形成月背南极-艾特肯盆地的巨大撞击可能改造了该区域的早期月幔,为探索月球起源和演化提供了关键科学依据。相关论文28日在国际学术期刊《科学》上发表。该期刊审稿人评价:“该手稿报道了来自嫦娥六号样品的一些首…… - 电报频道 - #娟姐新闻: @juanjienews

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科学家在月球上发现异常岩石

科学家在月球上发现异常岩石 现在,由明斯特大学的奥塔维亚诺-吕施博士领导的一个国际研究小组首次在月球表面发现了一米大小的异常岩石,这些岩石被尘埃覆盖,可能表现出独特的性质比如磁性异常。科学家们最重要的发现是,月球上只有极少数巨石上有一层具有非常特殊反射特性的尘埃。例如,这些新发现的巨石上的灰尘反射阳光的方式与之前已知的岩石不同。这些新发现有助于科学家了解月壳的形成和变化过程。研究结果发表在《地球物理研究-行星》杂志上。月球磁异常和反射特性众所周知,月球表面有磁性异常现象,特别是在一个叫做莱纳伽马的区域附近。然而,人们从未研究过岩石是否具有磁性的问题。行星学研究所的奥塔维亚诺-吕施(Ottaviano Rüsch)在归类这一发现时说:"目前对月球磁性的了解非常有限,因此这些新岩石将揭示月球及其磁核的历史。""我们首次研究了尘埃与莱纳伽马地区岩石的相互作用,更准确地说,是这些岩石反射特性的变化。例如,我们可以推断出这些大岩石对阳光的反射程度和方向"。这些图像是由美国国家航空航天局(NASA)的绕月勘测轨道飞行器(Lunar Reconnaissance Orbiter)拍摄的。利用人工智能进行月球探测研究小组最初感兴趣的是裂开的岩石。他们首先利用人工智能在约一百万张图片中搜索破裂的岩石这些图片也是由月球勘测轨道器拍摄的。伯尔尼大学太空与宜居性中心的瓦伦丁-比克尔(Valentin Bickel)说:"现代数据处理方法让我们能够对全球环境有全新的认识同时,我们也不断通过这种方式发现未知物体,比如我们在这项新研究中调查的异常岩石。搜索算法确定了大约 13 万块有趣的岩石,其中一半由科学家进行了仔细研究。""我们仅在一张图片上就认出了一块有明显暗区的巨石。这块岩石与其他岩石截然不同,因为与其他岩石相比,它向太阳散射的光线较少。我们怀疑这是由于特殊的尘埃结构造成的,比如尘埃的密度和粒度,"Ottaviano Rüsch 解释说。"通常情况下,月球尘埃多孔,会将大量光线反射回照明方向。然而,当尘埃被压实时,整体亮度通常会增加。多特蒙德工业大学的马塞尔-赫斯(Marcel Hess)补充说:"观测到的被尘埃覆盖的岩石并非如此。这是一个引人入胜的发现然而,科学家们对这种尘埃及其与岩石的相互作用的了解仍处于早期阶段。在接下来的几周和几个月里,科学家们希望进一步研究导致尘埃与岩石相互作用以及形成特殊尘埃结构的过程。这些过程包括,例如,由于静电荷或太阳风与当地磁场的相互作用而导致尘埃上升。未来研究与月球探索除了其他许多国际无人太空任务外,美国国家航空航天局(NASA)还将在未来几年内向雷纳伽马地区派出一个自动漫游车,以寻找类似类型的带有特殊尘埃的巨石。即使这仍然是未来的梦想,但更好地了解尘埃的运动也有助于规划人类在月球上的定居点等。毕竟,我们从阿波罗宇航员的经验中知道,尘埃会带来许多问题,如污染居住地(如空间站)和技术设备。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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嫦娥六号成功登月 古老的月球背面到底藏了什么秘密?

嫦娥六号成功登月 古老的月球背面到底藏了什么秘密? 只要一切顺利,嫦娥六号将带着月球样品起飞,六月底就会安全回家。嫦娥二号 CCD 影像图中的南极-艾肯盆地区域。图片来源:参考文献 1那么,为什么嫦娥六号选择阿波罗盆地作为着陆区?阿波罗盆地里有什么值得我们如此大费周章地进行探索?要回答这些问题,我们需要首先搞清楚阿波罗盆地在哪里。阿波罗盆地在哪里?由于月球被地球潮汐锁定,所以月球当前仅有一侧面向地球,其中面向地球一面称为月球正面(Lunar near side),背向地球一侧称为月球背面(Lunar far side)。阿波罗盆地就是一个位于月球背面“南极-艾肯盆地”内部的盆地。嫦娥六号发射当天,有媒体在采访中提到的“南极-艾特肯盆地”位于月球背面,是月球已知最大、最古老的撞击盆地,不过其在中国科学院地球化学研究所等单位联合绘制的月球地质图中规范名称是“南极-艾肯盆地”(South Pole–Aitken Basin),”故本文统一称为“南极-艾肯盆地”。早在 2018~2023 年的一系列讨论中,嫦娥六号预选着陆区就暂定为南极-艾肯盆地,并进一步细化为阿波罗盆地的南部边缘。月球仪上的阿波罗盆地,手指位置为嫦娥六号预选着陆区附近。月球仪根据中国科学院地球化学研究所等单位联合绘制的 1:250 万月球地质图制作,直径约 1.55 米。图片来源:作者拍摄阿波罗盆地就位于南极-艾肯盆地内部的东北部,是一个多环撞击盆地,直径约 500km,在嫦娥二号全月影像图中非常醒目。南极-艾肯盆地直径约 2500~3000km,由于过于巨大,且形成后经历了漫长的撞击、外来溅射物覆盖等侵蚀作用,其在影像上肉眼较难识别,需要月球高程、地形数据才能识别。月球南极-艾肯盆地、阿波罗盆地、嫦娥六号着陆区、长白山位置关系图,可以见到南极-艾肯盆地并不显眼。图片来源:参考文献5月球背面南极-艾肯盆地假彩色高程图。图片来源:参考文献 2嫦娥六号要在阿波罗盆地寻找什么?简要来说,嫦娥六号在阿波罗盆地的主要任务包括:寻找新矿物、寻找月球深部物质、寻找古老矿物、研究苏长岩、寻找名义含水矿物、寻找高压矿物等。1、寻找新矿物和岩石如果一种矿物的构成元素比例,微观结构,至少其一与其他已知矿物都不同,就有机会被认定为新矿物。但是新矿物一般尺寸微小,容易与已知矿物混淆,需要极端的温压条件或特殊的化学条件形成,而不是随处可寻。在嫦娥五号样品中,我们就发现了至少三种新矿物,七种不同的岩石。正如地球上不同地方的岩石、土壤的成分并不一致一样,月壤、月岩也存在不均一性,甚至单次采样返回的不同样品之间也是如此,因此嫦娥六号的登月活动就有极大可能发现更多新的矿物和岩石。2、寻找月球深部物质正如前文提到的,阿波罗盆地是南极-艾肯盆地内部东北侧的撞击盆地,而南极-艾肯盆地是月球已知最大、最古老的撞击盆地。通俗讲,因为阿波罗盆地是个多次撞击形成的“盆中之盆”,所以可能是月壳最薄的位置之一。阿波罗盆地区域高程与月壳厚度。图片来源:参考文献2一些理论认为,形成南极-艾肯盆地的撞击事件可能挖掘出了月幔物质。然而,也有人提出,即使盆地挖掘出了月幔物质,由于在撞击过程中月幔物质可能会经历熔化-冷凝的过程,导致不同化学成分的矿物和岩石被分离开这个过程被称为熔融分异。熔融分异可能会使识别变得困难,或者在形成之后被更晚期的撞击出现的溅射物混合、掩埋而难以被遥感发现。因此嫦娥六号有可能在阿波罗盆地中发现这些来自月幔的深部物质,对我们理解月球深部结构和月球的起源和演化起到重要作用。3、寻找古老物质根据近期正式出版的 1:250 万月球地质图,将月球地质年代划分为“三宙六纪”。南极-艾肯盆地形成于月球岩浆洋大部分固结,月球初步形成固体月壳的时代,代表月球艾肯纪的开始。又根据撞击坑统计定年,南极-艾肯盆地一带年龄约 42 亿年,可能分布有月表最古老的岩石,但这个数值需要实际样品修正。之前嫦娥五号采集的样品包括月球已知最年轻(约 20 亿年)的岩石之一,嫦娥六号的一个关键任务则是尽量采集古老的月球岩石和可定年的矿物(包括锆石、斜锆石、磷灰石等)。4、揭开苏长岩成因之谜根据近期正式出版的 1:250 万月球岩石类型分布图,南极-艾肯盆地内部的主要岩石类型为苏长岩。苏长岩在过去美国阿波罗、苏联 LUNA、嫦娥五号的月球样品都极少发现,由于苏长岩成因有多解性,既有可能是下月壳、月幔等深部物质,又有可能是大规模岩浆房分异(是指地球内部巨大的岩浆体在冷却过程中,其中的化学成分被分离成不同的层次或部分),还有可能是撞击熔融物分异。采集阿波罗盆地的苏长岩,有助于解决苏长岩成因之谜,从而帮我们研究阿波罗盆地的演化历史。1:250 万月球岩石类型分布图。图片来源:参考文献 55、寻找名义含水矿物因为月球被地球潮汐锁定,所以有一面恒定朝向地球(此面一般称为正面),会受到“地球风”影响,相对富氧、富水。而实际上根据遥感光谱研究,月球背面虽然不如正面富氧、富水,但也存在少量富氧、富水区域,甚至发现了赤铁矿等名义含水矿物(指在其化学式中包含水分子,但实际上并不以液态水的形式存在,而是以水合物或羟基等形式存在的矿物),而过去阿波罗样品里曾零星地发现四方纤铁矿、角闪石等名义含水矿物,其成因均不明确。嫦娥六号如果采集到名义含水矿物,或者样品包含特殊的水赋存状态,将是非同寻常的突破。6、寻找高压矿物阿波罗盆地既是撞击盆地,又是深部物质潜在出露区,无论大规模撞击还是月球深部高压,都是形成高压矿物的有利条件。月球表面遭受频繁的撞击作用,有利于指示高压的矿物形成,过去的样品中已发现熔长石、钙硬玉、赛石英、雷锆石等高压矿物,但是在理论上月幔中可能存在的石榴石等高压矿物发现极少,因此这个理论模型需要实际样品修正。嫦娥六号着陆月球模拟图。图片来源:央视新闻、国家航天局除了以上研究任务之外,一些需要借助嫦娥六号的热门研究主题还包括:空间风化特征,月尘电磁学性质,月壤成熟度新指标,原位资源利用方案等。嫦娥六号任务不但是人类首次月球背面采样返回任务,而且嫦娥六号选择南极-艾肯盆地中的阿波罗盆地这一盆中之盆采样,为的就是尽可能采到与过去美国阿波罗系列、苏联 LUNA 系列、中国嫦娥五号不同的样品,从而帮助我们更全面地研究月球。参考文献[1] 刘力维,韩坤英,丁孝忠,等.嫦娥六号探测器预选着陆区区域地质特征及演化分析 [J].地学前缘: 1-13.   郭弟均,刘建忠,HEADW.James,  等.月球阿波罗盆地区域月壳结构及光谱特征 [J].深空探测学报, 2018, 5(05):488-494. DOI:10.15982/j.issn.2095-7777.2018.05.013.[3] 籍进柱,郭弟均,刘建忠,等.1:250 万月球全月地质图 [J].科学通报:英文版, 2022, 67(15):1544-1548.[4] Jia Z , Chen J ,  Kong J ,et al. Geologic context of Chang'e-6 candidate  landing  regions and  potential non-mare materials in the returned samples[J].Icarus, 2024, ... PC版: 手机版:

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嫦娥六号国旗揭秘:把太行山的玄武岩搓成线 纤维比发丝还细

嫦娥六号国旗揭秘:把太行山的玄武岩搓成线 纤维比发丝还细 据央视新闻介绍,这是武汉纺织大学纺织新材料与先进加工技术国家重点实验室徐卫林院士月面国旗团队联合多家单位,历时近4年,攻克了玄武岩超细纤维纺丝、纺纱、织造及色彩构建等诸多国际难题,首次成功研制出无温控保护、独立动态展示的“石头版”高品质织物国旗。月面国旗研制团队找到突破口,独创“包芯技术”,研发出“转芯纺”纺纱装置,成功研制出能耐受高真空、高低温循环、强剂量紫外辐照等极端环境条件的“石头版”高品质织物国旗。嫦娥六号月面国旗和嫦娥五号上的国旗规格一样,大小也是300mm×200mm,与A4纸差不多大。不过,玄武岩纤维的密度超出嫦娥五号国旗原料密度近一倍,按常理推断“石头版”国旗会更重。但是,团队研发了大概是头发丝直径三分之一的超细玄武岩纤维,最后做出来的嫦娥六号国旗的重量只有11.3克,比嫦娥五号国旗还要轻0.5克。此外,玄武岩也与月壤化学成分相近,此次玄武岩红旗也是月面原位制造的一种探索。未来建造月球基地需要就地取材,月球玄武岩做成片状或者管状建材,用于月面建造,这样比在地球上取材大大节省成本。 ... PC版: 手机版:

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NASA月球勘测轨道飞行器拍摄到中国嫦娥六号探测器在月球上的照片

NASA月球勘测轨道飞行器拍摄到中国嫦娥六号探测器在月球上的照片 这张来自美国国家航空航天局月球勘测轨道器照相机的图片显示的是2024年6月7日中国的嫦娥六号在月球远侧的阿波罗盆地。嫦娥六号着陆器就像图像中央的一小团明亮像素。图像宽 552 米;北面向上。资料来源:NASA/GSFC/亚利桑那州立大学6月7日,美国国家航空航天局(NASA)的月球勘测轨道飞行器(LRO)拍摄了中国嫦娥六号采样返回飞船在月球远侧的图像。嫦娥六号于6月1日着陆,近一周后,当LRO经过着陆点上空时,它获取了一张图像,显示着陆器位于一个被侵蚀的、直径55码(约50米)的陨石坑边缘。根据 LRO 相机小组的计算,着陆点坐标约为南纬 42 度,东经 206 度,海拔约为负 3.27 英里(负 5256 米)。这段由 LRO 图像制作的前后动画展示了嫦娥六号着陆器的外观。着陆器周围地形的亮度增加是由于着陆器发动机的干扰,与其他月球着陆器周围的爆炸区相似。之前的图像拍摄于2022年3月3日,之后的图像拍摄于2024年6月7日。图片来源:NASA/GSFC/亚利桑那州立大学嫦娥六号着陆点位于阿波罗盆地(直径约 306 英里或 492 千米,中心位于南纬 36.1 度,东经 208.3 度)的南部边缘。大约 31 亿年前,玄武岩熔岩在 Chaffee S 环形山南部喷发,并向西下坡流淌,直到遇到当地的地形高点,这可能与断层有关。该地区的几条皱脊使母岩表面发生变形并隆起。着陆点位于其中两个突出山脊的中间。该玄武岩流还与更西边可见的一个稍老的岩流(约 33 亿年)重叠,但较年轻的岩流由于具有较高的氧化铁和二氧化钛丰度而显得与众不同。嫦娥六号着陆点区域背景图。为清晰起见,对色差进行了增强处理。深色区域为玄武岩母岩沉积;母岩中较蓝的区域为高钛流。等高线标出了 100 米(约 328 英尺)的海拔高度间隔,以提供地形感。图像宽约 118 英里(190 公里)。资料来源:NASA/GSFC/亚利桑那州立大学美国国家航空航天局(NASA)的月球勘测轨道器(LRO)是一个重要的航天器,旨在对月球表面进行详细探测。该任务于 2009 年 6 月 18 日发射,主要目的是收集高分辨率图像和数据,以便于选择未来的着陆点、评估月球的矿产资源以及分析月球辐射环境。LRO 配备了一套功能强大的仪器,包括高分辨率照相机和激光测高仪,能够绘制出非常详细的月球地形图,帮助科学家了解月球的地质情况,并确定水冰等资源丰富的地区。美国宇航局月球勘测轨道器的艺术家效果图。图片来源:美国宇航局戈达德太空飞行中心月球轨道飞行器极大地促进了我们对月球的了解,为一些发现做出了贡献,例如证实了永久阴影环形山中水冰的存在,并绘制了月球表面温度图。月球轨道激光高度计(LOLA)和占卜者月球辐射计实验(Diviner Lunar Radiometer Experiment)等仪器提供了有关月球地形和热行为的重要数据,对规划未来的人类和机器人任务至关重要。通过不断将宝贵的数据传回地球,月球轨道器为正在进行的研究提供了支持,这些研究加强了我们重返月球及月球以外地区的战略,使其成为月球探测技术的基石。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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