探月有什么用？月球东海盆地次级坑研究取得进展

今天，嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面，实现了人类探测器首次月背软着陆、首次月背与地球的中继通信，开启了人类月球探测新篇章。嫦娥四号通过“鹊桥”中继星传回了世界第一张近距离拍摄的月背影像图。科学家利用这类高分辨率遥感地形数据和影像数据，可以揭开月球的神秘面纱。嫦娥4号着陆的冯.卡门坑位于月球上最古老的撞击盆地——南极-艾肯盆地的内部，在它的旁边存在着月球上最年轻的撞击盆地——东海盆地。

东海盆地 是约38亿年前形成的直径930 km的多环撞击盆地，对于认识月球的撞击作用、月球地质演化和古老撞击事件具有重要意义。 次级坑 是主撞击过程中抛射出的岩石块体受月球重力作用回落月表形成的撞击坑，是认识主撞击作用的重要线索。次级坑也是月球岩石-地层单元的构成要素之一，但同时对月球进行撞击坑直径-频率分布统计（CSFD）定年的主要误差来源，因此次级坑是月球地质年代学研究的重要研究对象。

中国科学院地球化学研究所月球与行星科学研究中心的刘建忠研究员带领的郭弟均博士与美国布朗大学的James W. Head教授合作，利用美国月球勘测轨道飞行器（LRO）的激光高度计（LOLA）和宽视角相机（WAC）、日本月亮女神（Kaguya）的地形相机（TC）获取的高分辨率遥感地形数据和影像数据，得到以下研究成果（图1）：

（1）识别了2728个直径~2-27 km的东海盆地次级坑，其累积直径-频率分布满足Weibull分布；

（2）在对次级坑进行细致的空间分析基础之上，推测出形成东海盆地的撞击事件中撞击体从方位角60-85度方向入射，且与月表面的夹角大于20度；

（3）利用无量纲分析，他们认为形成次级坑的撞击体等效直径~0.4-9.2 km，但很多次级坑是抛射出的岩块群多次撞击而不是单次撞击形成的；

（4）通过与已发布的月球上其他撞击坑和盆地次级坑数据综合分析，他们推测出月球上最大最古老的撞击盆地，约42亿年前形成的平均直径~2200 km的南极-艾肯盆地（SPA）的最大次级坑直径~40 km。

图1 距离东海盆地边缘1-6个半径范围内，不同方位角范围内东海盆地次级坑的密度（颜色表示）和平均直径（长度表示）。统计的方位角宽度为5度。H：高密度区；M1和M2：中等密度区；L1和L2：低密度区。红色渐变区间表示推测的形成东海盆的撞击体的入射方向（uprange）和出射方向（downrange）。

本次研究是对东海盆地次级坑的第一次系统性研究， 郭弟均博士 下一步将对次级坑的形态几何特征进行详细研究。

该研究成果已发表：Guo, D., J. Liu, J. W. Head, and M. A. Kreslavsky (2018), Lunar Orientale ImpactBasin Secondary Craters: Spatial Distribution, Size-Frequency Distribution, and Estimation of Fragment Size, Journal of Geophysical Research: Planets, 123(6),1344-1367, doi:10.1029/2017je005446.

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