阿波罗任务采集到的月球玻璃球(图片来源:Lunar and Planetary Institute)
中山大学肖智勇博士领衔的研究团队,使用玉兔2号搭载的全景相机数据分析了这些透明玻璃球的颜色、形态和产出特征。研究发现,这些玻璃球不是月球火山活动或外来撞击体直接降落的产物,它们是成分特殊的撞击玻璃。参考主要月球岩石的熔体在冷却时发生结晶的临界降温速率,研究人员注意到组成月球高地月壳的斜长岩具有很低的铁含量,其熔体的临界降温速率小于5K/s,因此是形成厘米级直径的透明玻璃珠的最佳原岩。进而,研究人员限定了这些玻璃球沉积时的弹道速度,并使用月球表面的矿物和元素丰度数据,在相应的范围内寻找可能的母坑。结果发现,着陆点附近很多撞击事件可能形成了此类玻璃球,它们可能是月球高地月壤上常见的物质。
这项发现对撞击机理研究具有重要的指示意义:
(1)它们是记录月球高地的早期撞击历史的关键信息载体。例如,这些玻璃球的形成过程可能和地球上广泛分布的远撞击玻璃(俗称玻璃陨石)相似,将证明远撞击玻璃是类地天体上撞击事件的固有产物;
(2)月球高地上形成的古老撞击盆地可能也形成了大量的此类玻璃球,其形成年龄是反演内太阳系早期撞击历史的重要信息。当然,这些指示意义的挖掘和验证需要精细的地球化学数据做支撑。
阿波罗宇航员在月球上活动时,曾惊叹这些厘米级直径的玻璃球十分显眼。玉兔2号月球车发现的这些玻璃球也非常显眼,因此未来的月球探测任务,尤其是月球背面的探测任务将有望发现并返回此类样品。这项发现表明月球斜长岩适用于生产具有良好透光性能的玻璃,未来月球基地的建设可考虑原位使用月球斜长岩作为资源。