布朗大学的月球科学家做了一项新研究,为月壤层(即风化层)的厚度带来了关键的新发现。风化层是由松散尘埃和岩石碎屑组成的覆盖层,包裹着整个月球表面。
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研究人员通过分析月球表面300多个新近形成的小型撞击坑,并结合了上世纪70年代以来月球任务收集的数据,绘制了月球风化层厚度的地图。该团队已将数据公开,希望其他研究人员能继续补充完善,从而有助于使其成为未来月球探索的宝贵资源。
“了解月球表面非常重要,因为我们要在那儿着陆,要在那儿走路、开车,还要在那儿采矿,”这项研究的负责人、布朗大学的研究科学家安德烈亚·拉伊希奇说。“我们觉得这张地图是个很好的起点,等我们收集到更多数据,可以不断往上加。”
这项研究发表在《行星科学杂志》上。
月球不断被陨石和其他天体撞击。这些撞击是形成月球风化层的主要原因,但它们也为研究风化层提供了途径。研究团队观察了346个相对较新的月球陨石坑,仔细查看了每个陨石坑周围散落的碎片。穿透风化层到达基岩的撞击会把大量巨石抛到表面,这些巨石在卫星图像中清晰可见。研究人员确定了哪些陨石坑露出了基岩、哪些没有之后,他们利用陨石坑直径和深度之间已知的对应关系,来估算月球各地风化层的厚度。
这项研究有助于揭示月球风化层厚度的变化规律。科学家长期以来一直推测,月球高地那片更古老的地形中,风化层可能比月海更厚。月海就是月球正面那些看起来是暗斑的大型火山平原。这些新发现也印证了这一观点。研究人员估计,高地风化层的平均厚度约为六米,月海约为四米。
拉伊希奇是 LunaSCOPE——布朗大学月球科学研究小组——的首席研究员副手,他表示,这类认识对月球探索的未来至关重要。根据某一具体任务的目标,选择在风化层较多还是较少的地方着陆,可能是任务规划中的一个重要考量。
“例如,在你想建造月球基地的情况下,较薄的风化层可能更容易触及承载力更强的材料来打地基,这取决于具体的建造方式,”拉伊希奇说。“另一方面,如果你考虑资源利用,风化层中可能封存着许多有用的东西——比如水冰或氦-3。”
虽然这项研究能够展示风化层厚度的广泛趋势和区域差异,但研究人员希望最终能够进一步细化研究,纳入更多局部尺度的变化。这将需要新的数据,因此,该团队将数据和制图工具开放,供其他研究人员补充完善。
“我们希望人们能多多使用,并补充观测数据,以便最终实现对月球的全覆盖,”拉伊希奇说。
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