玉兔2號月球車前三月晝行進路線及沿途探測點
來源 | NSR
2019年1月3日，玉兔2號月球車與嫦娥四號著陸器分離，從那時至今，“小兔子”已經在月球背面工作了超過11個月晝，行走里程達到318.6米。在前進的路上，它遇到了月球上的哪些石頭和土壤，又從它們身上了解了什麼？
2019年11月14日，在《國家科學評論》（National Science Review，NSR）上線的一篇研究論文就介紹了其中的一個發現。中科院地質與地球物理研究所的林楊挺研究團隊分析了玉兔2號在前3個月晝對月球背面9處月壤和一塊石塊的探測數據，確認這塊石頭為橄欖石蘇長巖，並推測出它的來歷：幾十億年前隕石撞擊月背，下月殼與上月幔物質熔融形成岩漿湖，岩漿分異結晶重新成為岩石。
小兔子看見了什麼？
前3個月晝中，玉兔2號利用自身搭載的“可見-紅外成像光譜儀”對沿途9個位置的月壤和1塊岩石進行了光譜探測。
分析發現，月壤的成分較為均勻，主要由輝石、長石和熔融膠結物等組成，含少量橄欖石，其中輝石以低鈣輝石為主。但是，研究者很難在月壤中獲得更多信息。這是因為在岩石風化為月壤的過程中，岩石的物理結構被破壞，礦物成分也發生了改變。
幸運的是，還有1塊石頭。這塊石頭落在月壤表面，大於20釐米。石塊的光譜特徵與月壤相似，表明二者可能是同源物質（都來自著陸點東北方向的芬森撞擊坑）。而且，石塊的礦物吸收峰很明顯，可給出更可靠的礦物組成：38.1±5.4%低鈣輝石，13.9±5.1% 橄欖石和48.0±3.1% 斜長石。據此，研究者將其劃分為橄欖石蘇長巖。
此外，玉兔2號還給這塊石頭拍了照片，圖像顯示，該石塊的礦物顆粒較細，屬於中等-細粒岩石結構，所以，研究者認為，它不可能是在月球深部緩慢結晶形成的深成岩，而可能是從較淺的岩漿中快速結晶形成的。
“該石塊”靚照，分辨率0.6毫米/像素，未見明顯顆粒
“小石頭” 背後的故事
“它不可能是在月球深部緩慢結晶形成的深成岩，而可能是從較淺的岩漿中快速結晶形成的。” 這說明了什麼？又意味著什麼呢？
這就要從嫦娥四號著陸的南極-艾肯盆地（SPA盆地）說起了。
位於月球背面的SPA盆地是月球上最大、最深、最古老的盆地。我們都知道，越深層的岩石能反映更久遠的星球歷史。在形成SPA盆地的那次隕石撞擊事件中，月球表面岩石被剝開，許多深層岩石展露出來，所以，SPA盆地是探測月球深部下月殼甚至上月幔的天然窗口，對認識月球-地球系統的早期撞擊歷史也具有重要意義。這也正是嫦娥四號選擇在此著陸的原因之一。
嫦娥四號著陸於SPA盆地中的馮·卡門撞擊坑，小圖中的藍紫色區域為SPA盆地，可見其確實很大。
據研究者推測，這塊石頭的形成歷史應該是這樣的：在隕石撞擊形成SPA盆地的過程中，巨大的撞擊能量使下月殼與上月幔的物質發生混合熔融，在SPA盆地中形成了一個岩漿湖，之後，岩漿湖中發生分異結晶作用，重新形成岩石，其中就包括這塊石頭以及與之同源的月壤母巖。
這一分析也與SPA盆地的撞擊模擬一致。在模擬結果中，SPA盆地尺度的撞擊事件可以產生直徑840千米的瞬態空腔和深度約50千米的岩漿湖。芬森坑和嫦娥四號著陸區均位於該岩漿湖的邊緣。
一葉知秋，一石見史。“嫦娥”與“玉兔”跨越幾十萬公里辛勤奔月，就是為了這樣的發現。
論文信息：
Olivine-norite rockdetected by the lunar rover Yutu-2 likely crystallized from the SPA impact meltpool
https://doi.org/10.1093/nsr/nwz183
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