嫦娥三號探測數據發現雨海北部有年輕熔岩流

2013年嫦娥三號首次登陸月球，開展巡視探測。目前，嫦娥三號已登月2,453天，現處於退役狀態，登陸器部分科學儀器仍在工作。

由武漢中國地質大學袁悅鋒博士後、朱培民教授和肖龍教授，聯合長江大學、寧波財經大學組成的研究團隊，通過分析嫦娥三號低頻雷達淺層數據，推測出月球雨海北部年輕的愛拉托遜紀（Eratosthenian period）熔岩流具有多期性，並對一些構造演化提供了新的限制。

先前研究認為，雨海北部年輕的愛拉托遜紀月海物質僅僅由一期厚熔岩流形成。近些年，通過攝影測量、隕石坑大小頻率分佈以及隕石坑穿透深度等方法，發現雨海北部愛拉托遜紀月海物質厚度變化較大，推測在某些區域可能存在不可見的熔岩流。此外，羅賓遜（Robinson）等人也發現月海噴發物通常產生一系列十米厚的熔岩流，而不是數十米到數百米厚。前期測月雷達研究中，由於受到通道一數據質量和通道二探測深度的限制，月壤所覆蓋的淺層愛拉托遜紀月海物質結構沒有得到很好的約束。

本研究對月面雷達通道一的淺層數據進行重新處理，在十至四十米的深度範圍內發現水平向的連續性強能量反射，與五十多米深的雨海紀頂層反射較為類似。將雷達數據沿測線重新投影，再根據強弱反射可以識別出層狀界，顯示在嫦娥三號登陸區下面應該存在多層愛拉托遜紀火山岩。

為了進一步探究愛拉托遜紀月海物質熔岩流的疊覆過程，研究根據探測路徑上深度分佈，對各分界面的空間位置進行插值擴展，估算出探測區域內所有愛拉托遜紀月海物質層的厚度分佈圖。結果顯示，它們厚度平均值約為八至十二米，與雨海南部年輕愛拉托遜紀月海物質單元熔岩流剖面厚度接近。這些厚度值也與某些隕石坑壁上保留的沉積物厚度相一致。由此推測位於雨海北部第一期愛拉托遜紀熔岩流可以進一步細分為三期薄熔岩流。

從層厚分佈圖可以看出，各層厚度變化具有一定方向性，主要呈北東至南西向。根據曲剖面空間變化趨勢，建立了帶有充填方向的年輕月海玄武岩立體演化模型。根據模型推測，這三期愛拉托遜紀月海物質熔岩流均來自西南方向，由此推斷愛拉托遜紀月海物質發源地，歐拉（Eular）隕石坑中應該存在多次火山作用，並間歇性地產生熔岩流。目前還需要更多地質證據來約束這些年輕熔岩流的來源。

此外月海玄武岩填充方向也可能影響皺脊的發育，例如：位於嫦娥三號登陸區的皺脊發育不明顯，但是在其南部和北部地區，由於是順著熔岩流的方向(上圖白色和黃色長箭頭)，從而有助於形成相同走向的皺脊。

【圖、文：節錄自國家航天局2020年9月3日新聞公佈】研究全文刊登在2020年8月28日出版的《地球物理研究快報》