月球背面的嫦娥四号预选着陆区地质特征

        今日凌晨5点28分，在我国西昌卫星发射中心，由中国航天科技集团有限公司抓总研制的嫦娥四号中继星“鹊桥”搭乘长征四号丙运载火箭升空。卫星由火箭送入近地点约200公里、远地点约40万公里的地月转移轨道。嫦娥四号任务是世界上首次在月球背面进行着陆和巡视探测，计划于2018年下半年发射探测器。着陆区（45°S-46°S, 176.4°E-178.8°E）位于月球背面南极艾特肯盆地（South Pole-Aitken basin）中的冯·卡门撞击坑（Von Kármán crater）内。安装在着陆器和探测车上的科学仪器，将对该区域进行详细的地质探测。

        中国地质大学（武汉）行星科学研究所黄俊副教授，肖智勇副教授和肖龙教授领导的国际化研究团队，根据月球的多源遥感数据集，对嫦娥四号预选着陆区域的地形和地质特征进行了详细研究，提出了可供嫦娥四号着陆器和巡视器验证的具有较高科学价值的探测目标。研究成果发表在行星地质学国际著名期刊《Journal of Geophysical Research: Planets》上：Jun Huang, Zhiyong Xiao, Jessica Flahaut, Melissa Martinot, James Head, Xiao Xiao, Minggang Xie, Long Xiao. Geological Characteristics of Von Kármán Crater, Northwestern South Pole-Aitken Basin: Chang’E-4 Landing Site Region. Journal of Geophysical Research: Planets, Doi: 10.1029/2018JE005577

        艾特肯盆地是太阳系中已知的最大撞击构造，是回答关于月球的几个重要问题的关键区域，包括月球的内部结构和热演化。冯·卡门撞击坑，直径约186公里，位于艾特肯盆地的西北部，形成于前酒海纪。随后在雨海纪时，冯·卡门撞击坑被一次或数次的月海玄武岩淹没。之后周边地区众多撞击坑的溅射物抛射到撞击坑内。根据撞击坑的大小频率分布，冯·卡门撞击坑内月海单元的绝对模式年龄为36亿年左右。着陆区域的地形基本平坦。着陆区内风化层厚度估计为约2.5-7.5米。二次撞击坑及其溅射物覆盖了月海单元的大部分区域，根据优先空间定向和横切关系，可以至少追溯到四个源撞击坑。广泛分布的蜿蜒的皱脊和凹槽，在空间上与八戒撞击坑(直径约4公里)有关，但其起源还有争议，嫦娥四号月球车上的探地雷达将揭示地下结构，并为这些线性地貌的起源提供线索。由于成分和物理性质的不同，在月海单元上的不同大小撞击坑的溅射物中观察到了反射光谱的变化，这些变化揭示了其地下结构。在此基础上，结合撞击坑的尺度关系、月壤厚度的估算、撞击坑统计的绝对模式年龄和以前的地质填图结果，提出了一个可以通过嫦娥四号月球车的探地雷达数据进行测试的着陆区地层剖面图。嫦娥四号任务有望为月球背面月海玄武岩的组成、艾特肯盆地地区的成分异常和富镁辉石环、月壤演化和月球空间环境的认识提供独特的见解。