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对于月球岩石编年史,人类还需要最后一块月球岩石

关键词:???发布时间:2019-09-25 11:00:01
对于月球岩石编年史,人类还需要最后一块月球岩石

美国宇航局宇航员向记者展示了他们在阿波罗14号任务中收集的一些岩石。来源:NASA

多亏了阿波罗计划,科学家们已经在地球上拥有数百磅重的月球岩石。但可惜造化弄人,这些岩石还不足以解决困扰月球和行星科学家们20多年的难题。

这个谜题与计算行星(或月球)表面不同区域的年龄有关。这样的一块岩石越老,它被太空中飞行的岩石碎片撞击的次数也就越多。科学家们无法在活跃的地球地壳中建立这样的联系,但是通过把月球样本带到地球实验室,他们就可以精确地确定这些月球岩石的年代。阿波罗计划让科学家们得以建立一个换算率,即在某个表面上有多少个陨石坑和它的年龄之间进行换算。但是有一个问题:科学家们无法确定一段将近有20亿年的月球历史,因为阿波罗号的样本中没有任何年轻的岩石。

戴夫·德雷珀(Dave Draper)在这周举行的月球与行星科学大会上说:“月球是一个独一无二的地方,我们不仅拥有一组连续并且能够定位年代的样品,而且我们还知道它们是从哪里来的,”戴夫是位于德克萨斯州的美国宇航局约翰逊航天中心(NASA Johnson Space Center)天体材料研究经理,也是这项潜在任务的首席研究员,“只要再多一个样本,我们就能完善这个能够在整个太阳系中使用的工具。”

因此,德雷珀和他的同事们希望美国宇航局能签署一项研究人员将于7月提出的任务,该任务计划将找到最后一块缺失的拼图,并使进一步完善这个计算陨石坑年代的工具。如果宇航局喜欢这一名为“内太阳系年代学(ISOCHRON)”的计划,它最早可以在2025年发射。

作为对特朗普总统1号太空政策指令(该指令将人类重登月球放在首位)的回应,美国宇航局将目光转向了所有与月球有关的事情上。但陨石坑的年代之谜并不是一个新问题,它已经困扰了科学家们几十年有多,而且这不仅仅关乎到月球科学,科学家们还会将在月球上推断出来的陨石坑老化比例应用到太阳系中的所有其他岩石天体。

这些天体中也包括火星,对火星地质特征如何随时间变化有详细了解,将有助于美国宇航局将第一批火星宇航员送到他们能够进行最引人注目的地质研究的地点。那么,既然这些宇航员可以开始一个新的陨石坑年代测定表的话,那为什么还要重新回到月球采集样本这么麻烦呢?

德雷珀说:“没错,你是可以制作一个以火星为中心的陨石坑年代计数模型,但你必须到火星上很多不同的地方,对很多不同年代的东西进行采样,这样你才能得出一个很好的模型。你将会从一张白纸重新开始,但月球这里的模型已经填满了大部分,而我们只需要填补这个空白就可以了。”

幸运的是,德雷珀和他的团队知道该去哪里:阿利斯塔克斯高原南部的一个年轻的熔岩流。并且这个地方也很方便,非常适合着陆航天器,它很平稳,几乎没有任何特征,所以没有什么可以绊倒着陆器、让它卡住的东西。德雷珀说:“可以毫不夸张地说,这确实是太阳系中最安全的着陆地点,因为它太平坦了。”

一旦ISOCHRON 任务到达月球,着陆器所需要做的就是抓取一个样本——大约三分之一磅(150克)重——把它收起来,然后返回地球。而有了这个样本,科学家们不但能填补月球历史年代的空白,他们也可以像研究其他月球样本一样研究它。

最后一次将月球碎片带回地球的任务是苏联的月球计划,该计划于20世纪70年代末结束。

但ISOCHRON 任务很可能不会是第一个打破长时间沉寂的月球样本采集任务。今年早些时候,中国的嫦娥四号探测器在月球背面成功着陆,中国计划最早在今年年底发射一个采集样本返回任务。

德雷珀说,与美国宇航局执行过的许多类似任务不同(比如水星的信使号任务和小行星带的黎明号任务),考虑到对科学的促进发展,这次任务相当直接:科学家们精确地知道他们需要从月球上得到什么,他们也精确地知道当这些样本到达地球之后他们该做什么。毕竟,这几十年来科学家们已经对许多其他样本进行过同一种分析,他们只是需要再多一个样本来填补这个空缺。

“对于一个博学的评论家来说,它简直可以贴在汽车保险杠当贴纸,”德雷珀在谈到ISOCHRON 任务的动机时说,“我不需要用一页又一页的细枝末节来试图说服他们这个问题是关于什么,他们会说,‘哦对,我们早就知道这个问题了。’”

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