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火星上有水吗?玉兔四号阐明着陆区月表水浓度
发布日期:2022-01-24 08:08:42
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  原标题:火星上有水吗 ?玉兔四号揭示着陆区月表水浓度 。

  火星上有水吗?由中国科学院地质火星所行星自然科学项目组与上海技术物理自然科学研究所 、国家空间自然科学中心、亚利桑那大学 、复旦大学密切合作的自然科学自然科学研究项目组密切合作,通过对玉兔四号所随身携带“火星矿石谱线分析仪”探测的统计数据展开自然科学研究  ,首度获得了月表原地前提下的水浓度 。最新自然科学研究显示,1吨角砾岩据估计有120克“水” ,1吨石灰岩据估计有180克水 。这一自然科学科研成果2022年1月8日在《自然科学-进展》上发表。自然科学自然科学研究项目组如是说  ,谱线仪所探测到的水指矿石里的氧原子或者羟基 ,在一定前提下才能转化为可以喝的水。

△嫦娥五号采样区背景图和水含量△玉兔四号取样区左上方和水浓度 。

  2020年12月,玉兔四号探测器成功着陆在了火星龙卷风洋北部地区 ,并将1731克的火星样本回到火星 ,基于样本的生物医学自然科学研究  ,确定了着陆区沉积岩的年龄约为20百万年。除采集火星样本回到火星以外 ,玉兔四号探测器的另外一个重要各项任务是在原地前提下以获取取样区的形貌与物质成份,解析月表水特点 。月表水的探测对于约束火星的形成操作过程、火星自然科学自然科学研究站建设和原地资源借助等都至关重要。

  经过半个多世纪的争论和探测 ,各种“实锤”确凿证据让人们相信火星上是有水存在的,但火星水的浓度、作者等仍是需要自然科学研究的问题 。谱线技术是现阶段探测火星水及其原产较为直接的方式 。此前 ,源自谱线仪的统计数据都是从距离天顶遥远的火星上空探测到的确凿证据 ,人类还从来没有在火星表面原地直接展开巢蛛的探测  。玉兔四号探测器随身携带了火星矿石谱线分析仪,在取样操作过程中以获取了月表的谱线  ,第一次有机会在月表近距离 、高分辨的探测水的信号 。

△嫦娥五号测量光谱与实验室样品、轨道光谱对比 △玉兔四号量测谱线与生物医学样本 、近地点谱线对比。

  据了解,玉兔四号谱线仪对取样北距2米×2米范围的区域展开了谱线探测 ,除角砾岩以外还包括了一块没有带回来的石灰岩。探测发现石灰岩和角砾岩体现出不同程度的稀释 。生物医学的统计数据显示矿石超临界的浓度与其谱线稀释强度具有很好的差值,这个差值主要与孔隙相关 。根据现阶段已有角砾岩样本的量测,它们的平均孔隙约60~80nm ,据此估计玉兔四号取样区的水浓度在120ppm以下;而石灰岩中的水浓度约为180ppm 。相当于1吨角砾岩中约有120克水 ,1吨石灰岩中约有180克水。

  成份估计结果显示,取样区的石灰岩与角砾岩成份相差很大 ,作者不完全一致。通过遥感技术统计数据的辅助分析,该石灰岩可能将与玉兔四号着陆区西北方向的古老低钛沉积岩(~34百万年)比较完全一致 。结合样本分析,角砾岩中的水绝大部分是源自于磁层的贡献。如果将角砾岩中120ppm的水全部作为磁层作者,石灰岩中仍多出来60ppm的水 ,多出来的这些水可能将代表了火星内部水 。而玉兔四号着陆区年轻沉积岩本身的水浓度低,可能将说明了着陆区月幔较干或经历了大量品驭型的操作过程,这与龙卷风洋地区长期的火山喷发是完全一致的。

△水的光谱吸收参数ESPAT与水含量之间的关系 △水的谱线稀释参数ESPAT与水浓度之间的关系。

  玉兔四号登月舱上的火星矿石谱线仪对著陆点的角砾岩和石灰岩展开了饱和度谱线量测,根据2.85nm的明确稀释特点  ,首度提供了火星粉岭的原地探测确凿证据。玉兔四号是现阶段唯一一次既回到样本又以获取到月表原地谱线的各项任务 ,样本能仔细分析水在角砾岩颗粒中的原产 、存在形式,并可借助同位素气相反应作者 ,而原地谱线可以与近地点遥感技术建立关系,能自然科学研究月表水的全球性原产和时间变化特点。月表水的原产可能将与纬度高度相关,玉兔四号是现阶段回到样本低纬度最高的 ,这对自然科学研究月表水的原产及作者具有重要意义 。

  自然科学自然科学研究项目组如是说,玉兔一号 、玉兔六号将在原地和近地点尺度继续探测月表水的浓度、原产 ,这一自然科学科研成果也将为玉兔一号、玉兔六号的自然科学目标实现提供支撑 。

  (该台央视记者 帅俊全) 。

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