4月9日美國國家航空航天局(NASA)利用月球軌道探測器( LunarReconnaissance Orbiter spacecraft.)收集多年的數據,製成高清格式的月球地圖。
NASA探測器發佈最美最清晰的月球
從嫦娥、玉兔和桂樹到“明月幾時有,把酒問青天”,人們對月亮的好奇心從未停止。隨著現代科技的發達,去月球探測早已不是遙不可及的夢,許多的地質學家們通過分析月球上的石頭來一進步認識月球。
1969年7月20日美國第一艘載人登月飛船成功降落在月球靜海,阿姆斯特朗成為第一個踏上月球的宇航員,也是第一個在地球外星體上留下腳印的人類成員。
中國探月
2004年,中國正式開展月球探測工程,並命名為“嫦娥工程”。2007年10月24日18時05分,“嫦娥一號”成功發射升空,在圓滿完成各項使命後,於2009年按預定計劃受控撞月。2010年10月1日18時57分59秒“嫦娥二號”順利發射,也已圓滿並超額完成各項既定任務。2012年9月19日,月球探測工程首席科學家歐陽自遠表示,探月工程已經完成嫦娥三號衛星和玉兔號月球車的月面勘測任務。”玉兔號“具備20度爬坡、20釐米越障能力,可耐受330攝氏度溫差,為月球探測任務。嫦娥四號是嫦娥三號的備份星。嫦娥五號主要科學目標包括對著陸區的現場調查和分析,以及月球樣品返回地球以後的分析與研究。
月球岩石
月球岩石(moonrock,lunarrock)樣品的來源有兩個,一是從月球表面採回,二是隕落在地球表面的月球隕石。
當小天體撞擊月球表面時,巨大的撞擊能量使月球表面的岩石和土壤氣化、熔融,幷包裹一些岩石碎塊角礫向外濺射,形成相應大小的撞擊坑。這些濺射物中的熔融物質快速冷卻形成玻璃,迅速膠結形成各種碎塊角礫。當被濺射的物質的速度大於月球逃逸速度時,就能脫離月球引力場進入星際空間,在星際空間運行一段時間後被地球捕獲,降落至地表,成為月球隕石。
目前回收的月球隕石超過160塊,大約77對月球隕石都是在沙漠和南極被發現的。從岩石學和化學成分來看,月球隕石有三種端元類型:①角礫岩化斜長巖,具高Al2O3(26%~31%),低FeO(3%~6%),以及低的不相容元素(Th<1μg/g);②玄武岩和角礫岩化玄武岩,具高FeO(18%~22%),中度低的Al2O3(8%~10%)和不相容元素(Th:0.4~2.1μg/g);③蘇長質成分的衝擊熔融角礫岩(Al2O3:16%,FeO:11%),具極高含量的不相容元素(Th33μg/g)。這類岩石被稱為KREEP巖,因為其與Apollo樣品中的KREEP巖類似。另外,還有一些隕石為具中性成分的覆成分角礫岩,因為它們同時含有斜長巖和玄武岩。儘管月球隕石的成分範圍變化很大,種種成分參數一起使之區別於地球物質。
構成月球表面的基本岩石-構造單元有三個,分別是月海玄武岩區,主要由月海玄武岩和KREEP巖組成;高地岩石,主要由斜長巖和富鎂巖套組成;南極-艾肯盆地區,由玄武岩、富鎂巖套等組成。
1玄武岩
月球上的玄武岩大都分佈在正面的月海中,在背面的大型撞擊坑中也有少量的玄武岩分佈。
月球上的月海一般低於周圍的高地1~4km,多數呈環形。主要是由火山物質組成,但月球上的火山幾乎都是平的,坡度為1∶500~1∶2000,這與月海玄武岩粘度小而流動性大有關。月海玄武岩的產狀有熔岩流、火山渣錐、火山穹丘、火山脊、火山隧道等。熔岩流的範圍也十分可觀,最大的面積為2×105km2,相當於美國哥倫比亞高原玄武岩的面積,但它們的厚度僅十幾至幾十米,最厚者為1000m。火山渣錐的規模比地球上的火山渣錐小,火山渣的噴射速度相當於地球上噴射速度的1/3~1/10,說明月球玄武岩含較低的揮發分。
2克里普巖(“KREEP”巖)
是一種非常特殊的月球岩石。這類岩石含有高的Th、U、K、REE和P元素,因此被稱為“KREEP”巖。由於Apollo很多復角礫衝擊巖都是富集Th和REE,並趨向富集所有的不相容元素。Warren&Wasson(1979)認為幾乎所有月殼中的不相容元素都是來自於一個共同的岩漿庫———可能是一個岩漿洋殘留,取名urKREEP。儘管urKREEP像KREEP,但它是一種假想物質,這種物質不會保持它原有的形式,因為一旦它形成後,就會加入到富Mg岩漿的同化反應中。
KREEP巖多數是角礫岩或玄武岩的填隙物,呈隙間玻璃,最大的粒徑範圍僅達150μm。這種演化程度高的組分可能是岩漿結晶分離的最終產物,或者是由於隕石的衝擊作用下發生了低程度的部分熔融後結晶形成。後來,在Apollo14的岩石樣品中還發現了花崗岩、高Al和高K的玄武岩以及含較高丰度的KREEP的斜長巖和橄長巖,更加證實了月球岩石中存在著演化程度(分異程度)高的殘餘熔體,有些岩石則是原始熔漿受到它們同化、混染後的產物。
3高地岩石(highlandrock)
大部分月球高地近月表的樣品都是來自古老月球高地的衝擊作用。而完全沒有受到衝擊過程改造的高地岩石是很少的。高地岩石主要由斜長巖、富鎂巖套和撞擊角礫岩所組成。
4斜長巖
斜長巖是月球高地月殼的主要成分,在月球背面分佈最廣。構成斜長巖的斜長石為富含鈣的鈣長石(An95~97)及少量的低鈣輝石,暗示了母體岩漿規模巨大,致使組分均勻化。斜長巖是構成原始月殼最主要的岩石類型。斜長巖的Rb-Sr等時年齡為4.13~4.25Ga,87Sr/86Sr初始值為0.699。
5富鎂巖套(Mg-suite)
這類岩石包括蘇長巖、橄長巖、純橄巖、尖晶石橄長巖和輝長斜長巖,它們組成了富鎂深成岩組合,很有可能都是堆晶巖。最高
Mg的堆晶巖包括一些超基性岩,但只有純橄巖72415(Dymeketal.,1975)質量大於1g,其他的一些都大致為非代表性的橄長巖的樣品。高Ca輝石在最富Mg巖套的岩漿的結晶序列中相對較晚形成。輝長斜長巖相對很少,且趨於比蘇長巖具有更低的Mg和高的Na/(Na+Ca)。一些演化程度最高的初始月球岩石類型,如鹼性岩套和極少的花崗岩,與富Mg巖套和/或KREEP極端不同。一些採集到的花崗岩樣品顯示很好的極清楚的毫米級的硅酸鹽液相不混溶現象。
6月球角礫岩
月球角礫岩是月球岩石中一種特殊的岩石類型。根據阿波羅飛船採集的月殼岩石的分析結果,60%以上的岩石是由各類高地岩石經衝擊破碎、部分熔融而膠結形成的角礫岩。根據角礫的構造特徵,角礫岩可劃分為以下類型。單組分角礫岩,由就地產生的破碎岩石角礫或經熔融重結晶角礫組成。雙組分角礫岩,由就地產生的破碎岩石角礫或經衝擊熔融的重結晶角礫與穿插有細脈狀角礫所組成(因有兩種組分的角礫而得名)。多組分角礫岩由岩屑碎塊、月壤角礫、衝擊玻璃等粘結而成。這些角礫岩的岩石類型及礦物、化學成分極不均勻。由於多種類型的岩石經衝擊破碎並部分熔融粘結,因而角礫岩中的角礫、玻璃和膠結物都具有多來源的特徵。
7月岩和月壤的年齡
最古老的月岩是稀少的橄欖岩和橄長巖,代表月球初始熔融後首先凝固的岩石年齡。月球高地斜長巖年齡為
41億~44億年,代表斜長巖月殼的形成年齡,隨後形成的花崗質火成角礫岩的年齡為40億~41億年。玄武岩是最年輕的月岩,弗拉毛羅高地玄武岩的年齡為38.7億~39.6億年,月海玄武岩年齡為32億~38億年,它們是月球不同時期岩漿作用的產物:①靜海玄武岩35億~39億年(低鉀玄武岩37.4億~39.3億年,高鉀玄武岩大於32.3億~35.3億年);②澄海金牛-利特羅峽谷玄武岩碎片與玻璃樣品37.1億~37.9億年,與靜海玄武岩相當;③雨海玄武岩33億~34.5億年;④豐富海玄武岩34.2億~34.5億年,與雨海玄武岩相當;⑤風暴洋玄武岩32億~33億年。月壤年齡為43億~46億年,月壤是月殼岩石破壞的產物,月壤年齡近似反映月殼的形成年齡。
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