嫦娥四号科研成果:月球背面芬森陨石坑的地质年龄为35亿年

根据伊卡洛斯发表的一项研究,月球背面(远端)的芬森陨石坑口的绝对模型年龄(AMA)或地质年龄被确定为约35亿年(Ga)。

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图注:嫦娥四号着陆点背景图

这项研究是由中国科学院航空信息研究所(AIR)遥感科学国家重点实验室的狄开昌教授领导的研究小组进行的。

根据这一模型年龄,还估算了嫦娥四号着陆场的角砾石生长速率和芬森陨石坑内的陨石坑退化速度。

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中国的嫦娥四号探测器,包括着陆器和月球车玉兔二号,于2019年1月3日成功降落在月球另一端的南极艾特肯盆地(SPA)内的冯·卡门陨石坑(Von Kármán crater)。嫦娥四号月球车一直在冯·卡门陨石坑(Von Kármán crater)的地面上穿越,并用配备的科学有效载荷进行了一系列现场测量。

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尽管多项研究表明,芬森陨石坑弹射体是在冯·卡门陨石坑(Von Kármán crater)内测量的主要物质来源,嫦娥四号月球车降落在此,但芬森陨石坑的形成年龄具有重大的地质意义,目前仍在科学界存在争论。

该小组在研究中使用了玉兔二号数字正射影像图(DOM)和数字高程模型(DEM)数据。他们在芬森(Finsen)地面上勾画出一个平坦且均匀的区域作为陨石坑计数区域,并在轮廓区域中手动绘制了陨石坑图。

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最后,通过将获得的陨石坑大小-频率分布(CSFD)拟合到标准月球陨石坑的年代,来确定芬森陨石坑的绝对模型年龄(AMA)。累积拟合和差分拟合均显示AMA约为3.5 Ga,表明芬森陨石坑处于Imbrium时代。

雷达图像显示,在嫦娥四号着陆点,由芬森陨石坑弹射源产生的细粒白云母的厚度约为12米。因此,研究小组估计嫦娥四号着陆点的平均角砾石增长率约为3.4 m / Gyr。

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与类似年龄的阿波罗着陆点相比,嫦娥四号着陆点的角砾石生长速率更大,除了阿波罗16号外,这表明芬森陨石坑对恶劣的太空环境具有较低的耐候性。

芬森火山口的地面上有许多简单的陨石坑,这些陨石坑很容易因地质过程腐蚀陨石坑边缘和填充陨石坑内部而退化。该团队进一步通过轮廓平均深度方法计算了轮廓区域内25个最大陨石坑的当前深度,芬森内部的陨石坑退化率估计约为21±3 m / Gyr。

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该降解率与月海( lunar maria)地区的降解率具有相同的数量级(约32 m / Gyr),这表明在全月球范围内月球陨石坑的降解率可能相似。

但是,该速率比其他无空气岩石体的速率要慢得多,例如,维斯塔(Vesta)的平均降解速率为350 m / Gyr,而加斯普拉( Gaspra)的平均降解速率为100-1000 m / Gyr。最可能的原因之一,是小行星上的陨石坑很容易因撞击引起的全球地震震动,引起的质量运动而退化甚至消失。

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