玉兔二号探测到的月球背面的地下地层图像。 （图片来源：CLEP/CRAS/NAOC）
在成功降月一年多后，中国的月球探测器嫦娥四号将继续揭开月之暗面的秘密。最近，在发表于《科学进展》（Science Advances）的一篇文章中，科学家们揭示了月表之下的奥秘。
2019年1月3日，嫦娥四号成功降落于月球南极附近的冯卡门撞击坑。落月后，嫦娥四号立即释放了玉兔二号月球车，随着它在月球表面漫游，它将使用月球穿透雷达（Lunar Penetrating Radar，LPR）探索月球的地下。
“我们发现嫦娥四号降落位置的信号穿透度远好于嫦娥三号落月的位置。”该论文作者，研究教授、中科院国家天文台副台长李春来说，“嫦娥四号落点的地下透射电磁波的能力要好得多。同时，定性的观测结果表明两探测器落点的地层结构截然不同。”
李春来和他的团队利用LPR向月球地下发射无线电信号，其在500兆赫兹高频的穿透深度达40m，是嫦娥三号穿透深度的3倍。研究人员利用观测数据，建立了月球地下的大致地层图像。
“尽管在月球车106米的漫游中得到的雷达图像质量很高，但由于雷达图像呈现的空间分布和形状的特性十分复杂，使得确定产生这些特性的地层结构和事件非常困难，”该论文通讯作者、同在国家天文台任职的苏彦说。
研究人员将雷达图像与层析数据及月球次表面的量化分析结合，推断月球地下主要由巨砾岩石以及嵌入其中的多孔颗粒材料构成。其形成原因可能要追溯到银河系动荡的早期，那时流星和其他太空碎片频繁撞击月球，将物质溅射到其他区域，形成了布满撞击坑的月表和撞击坑下多样化的次表面。
LPR在探测任务的头两天收集到的数据提供了月球背面的第一张电磁成像，并为喷出沉积物的地层结构提供了最初的基本事实。
“探测的结果以史无前例的方式说明了不同产物的空间分布，这些产物帮助我们断定喷出物的次序和地质特性。”李春来说，这里的产物指每次撞击时喷射出的物质。“本次研究说明大规模应用LPR可以显著加深我们对月球陨石撞击历史和火山活动的认知，并进一步揭示月球背面的地质演化过程。”
翻译：朱奕宁
审校：戴晨
引进来源：中国科学院
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