艾特肯盆地
来源:互联网

艾特肯盆地(英文名:Aitken basin)是月球三大地体之一,它占了整个月球表面积的近四分之一,位于月球背面南极区域。

艾特肯盆地形成于42.5亿年前,盆地直径约2500公里,核心位置深约8公里,是月球上最大的一个撞击盆地。该盆地地形崎岖,遍布撞击坑,其下方存在异常质量,可能是物质聚集或金属核残余。该地区气候特殊,存在“永昼峰”和“永久阴影坑”。此外,这里还有辉石橄榄石等自然资源。

上世纪90年代中期,克莱门宇宙飞船的特殊飞行路径,使其能够拍摄到月球南极区的图像,包括艾特肯盆地。直到1992年,科学家才通过伽利略专电船在飞往木星途中拍摄的照片观测到月球的整体地形。2019年,嫦娥四号探测器成功降落在月球背面,实现了与月球背面的艾特肯盆地首次“亲密接触”。2022年,观测发现月球最大撞击盆地中心的斜长石含量异常。2024年,嫦娥六号探测器任务5月3日17时发射,预选着陆区位于月球背面的南极艾特肯盆地。6月2日清晨,嫦娥六号成功着陆在艾特肯盆地预选着陆区,开启人类探测器首次在月球背面实施的样品采集任务。2025年7月9日,中国科学院发布嫦娥六号月球样品研究成果,四项重磅研究以封面文章形式发表于国际学术期刊《自然》,首次系统揭示南极洲艾特肯大型撞击的效应。2026年1月13日,中国科研人员发布对嫦娥六号月球背面样品研究成果,首次揭示南极-艾特肯盆地撞击事件导致了关于月球的资料中的中等挥发性元素丢失,相关成果发表于国际学术期刊《美国国家科学院院刊》。

盆地形成

科学家通过月球背面月壤样品研究,确定艾特肯盆地形成于42.5亿年前。它的形成可能是由于一颗较大的天体与月球碰撞所导致的。在撞击过程中,强大的冲击力使月球表面物质向外抛出,形成凹陷区域。随着时间流逝,这个凹陷逐渐演化成盆地。当时太阳系中的大量岩石天体四处乱飞,对较大岩体造成的撞击事件远远超过人们今天所见。这些撞击形成了月球上的盆地,包括南极艾特肯盆地。据估计,南极艾特肯盆地的直径约为2500千米,是月球上最大的撞击盆地之一。2012年的一项研究显示,它的形成可能曾有一个直径170公里的天体以每秒10公里的速度撞向月球南极所致。而当年发表的另一篇文章估计,一个以每秒15公里的速度运动的直径200公里的天体以45度的倾斜角度撞上了月球南极所致。撞击破坏了月球轨道的稳定,导致其倾覆并使艾特肯盆地移到了月球南极。

地理

位置境域

艾特肯盆地位于月球背面南极区域,直径约2500公里,平均深度达到12公里,它占了整个月球表面积的近四分之一。

地形地貌

艾特肯盆地是月球上一个巨大的撞击盆地,直径约2500公里,是太阳系中已知最大的撞击坑之一,平均深度达到12公里。该盆地周围环绕着橙色和红色的高地,中间是紫色和蓝色的低地。其地形崎岖,起伏较大,最高和最低处相差6000米,盆地内遍布着大大小小的撞击坑。该盆地的最长轴线相当于从纽约内布拉斯加州奥马哈的距离。此外,盆地下方存在一个异常现象,即在至少300公里的深处有质量盈余。

气候

在月球南极艾特肯盆地,一些高地光照条件非常好,全年有可能达到70%-80%的时间能够被光照覆盖,被称为“永昼峰”。与此相对,也存在一些“永久阴影坑”,终年见不到阳光。

水文

艾特肯盆地存在一些“永久阴影坑”,由于终年见不到阳光,科学家们认为这里有可能存在水冰。

自然资源

艾特肯盆地有辉石橄榄石、镁铁质硅酸盐矿物等,主要矿物的斜长石含量超过了60%。

自然灾害

根据2018年对该地区的研究,艾特肯盆地内外至少保存有129处月球阴暗区的熔岩流,这些熔岩流有22亿至37亿年的历史,其中最古老的可以在朱尔·韦尔纳陨坑中找到。月球经历了两次大型火山喷发期:一次是36亿到32亿年前,另一次是25亿到22亿年前,在月球正面和背面都有,尽管规模和形式大相径庭。不过奇怪的是,与月球正面的盆地相比,南极-艾特肯盆地似乎并没有出现25亿至22亿年前的第二次火山活动高峰。

人类活动

早期发现

早期的月球探测主要环绕月球赤道飞行,无法全面观测到月球的全貌。上世纪90年代中期,克莱门宇宙飞船的特殊飞行路径,使其能够拍摄到月球南极区的图像,包括艾特肯盆地。这一发现让人们对月球的了解更加深入,并为后续研究提供了重要数据。

研究进展

艾特肯盆地是月球上最大的环形山,也是太阳系内已知最大的环形山。这座环形山位于月球的背面、接近南极的地方,直径的2,240公里,深13公里。尽管是如此巨大的盆地地形,数年来月球探测器传回的照片只能显示出该地形的大致轮廓。直到1992年,科学家才通过,伽利略专电船在飞往木星途中拍摄的照片观测到月球的整体地形。大约形成于41亿年前的环形山现谷巳被腐蚀,而环绕的这块大盆地将是追溯月球历史最重要的线索。

根据2018年对该地区的研究,艾特肯盆地内外至少保存有129处月球阴暗区的熔岩流,这些熔岩流有22亿至37亿年的历史,其中最古老的可以在朱尔·韦尔纳陨坑中找到。月球经历了两次大型火山喷发期:一次是36亿到32亿年前,另一次是25亿到22亿年前,在月球正面和背面都有,尽管规模和形式大相径庭。不过奇怪的是,与月球正面的盆地相比,南极-艾特肯盆地似乎并没有出现25亿至22亿年前的第二次火山活动高峰。

相关探测

2019年1月3日,中国研制的嫦娥四号探测器成功降落在月球背面,人类第一次,实现了人类历史上与月球背面艾特肯盆地的第一次“亲密接触”。

2022年7月消息,轨道遥感观测表明在月球最大的撞击盆地——南极艾特肯盆地地中心存在成分异常区。不同于月球表面常见的辉石橄榄石,这里的斜长石含量显著高于盆地外围。截至2022年7月14日,玉兔二号已经在月球背面累计行驶1239.88米,

2024年探月工程四期嫦娥六号探测器任务于5月3日实施发射,嫦娥六号的任务预选着陆区为位于月球背面的南极艾特肯盆地。6月2日清晨,嫦娥六号成功着陆在艾特肯盆地预选着陆区,开启人类探测器首次在月球背面实施的样品采集任务。同日,国家航天局发布嫦娥六号月背着陆影像。6月4日,携带月球样品的嫦娥六号上升器自月球背面起飞,随后成功进入预定环月轨道。嫦娥六号完成世界首次月球背面采样和起飞。9月17日,中国科学院国家天文台李春来、中国探月与航天工程中心胡浩、北京控制工程研究所杨孟飞领导的联合研究团队在《国家科学评论》(National Science Review, NSR)上发表嫦娥六号探测器返回样品的首篇研究论文,阐述了返回样品的物理、矿物和地球化学特征。论文中指出了嫦娥六号返回样品具有较低密度,表明其结构较为松散,孔隙率较高。颗粒分析显示,月壤的粒径呈现双峰式分布,暗示样品可能经历了不同物源的混合作用。与嫦娥五号探测器样品相比,此次样品中培长石含量明显增加,而橄榄石含量显著减少,表明该区域的月壤明显受到了非玄武质物质的影响。此外,嫦娥六号采集的岩屑碎片主要由玄武岩角砾岩、粘结岩、浅色岩石和玻璃质物质组成。其中,玄武岩碎片占总量的30%~40%,其矿物以辉石、斜长石和钛铁矿为主,橄榄石含量极低。角砾岩和粘结岩由玄武岩碎屑、玻璃珠、玻璃碎片以及少量的斜长岩和苏长岩等浅色岩石碎屑物质构成,进一步揭示了样品来源的复杂性。2025年2月28日,嫦娥六号探测器月背样品相关论文在国际学术期刊《科学》上发表。由国家航天局组织的联合研究团队通过研究嫦娥六号月背样品中的玄武岩,验证了全月尺度月球岩浆洋假说,并提出形成月背南极洲艾特肯盆地的巨大撞击可能改造了该区域的早期关于月球的资料,为探索月球起源和演化提供了关键科学依据。下一步,研究团队还会开展月球与太阳系早期撞击事件和月球深部物质等方面的研究。

2025年3月21日,中国科学家通过嫦娥六号采回的月球背面月壤样品研究,确定月球最古老、最大的撞击遗迹—南极-艾特肯盆地(SPA盆地)形成于42.5亿年前,为太阳系早期大型撞击历史提供了初始锚点,对理解月球乃至太阳系早期演化具有重大科学意义,成果刊登在学术期刊《国家科学评论》。7月9日,中国科学院发布嫦娥六号月球样品最新研究成果,四项重磅研究以封面文章形式发表于国际学术期刊《自然》,首次系统揭示南极洲艾特肯大型撞击的效应。文中还分别揭示了月背岩浆活动、月球古磁场关于月球的资料水含量、月幔演化特征,首次发现了月球上一种新类型的岩石——月球南极-艾特肯盆地撞击熔岩,为月球的形成演化提供新的认识。

2026年1月13日,中国科研人员在国际学术期刊《美国国家科学院院刊》上发布嫦娥六号月球背面样品研究成果。研究人员通过对嫦娥六号探测器月球背面样品的高精度钾同位素分析,首次揭示南极-艾特肯盆地撞击事件导致了月幔中的中等挥发性元素丢失,为理解大型撞击对月球演化的影响及揭示月球“二分性”成因提供了重要依据,为理解月球正背面不对称的地质演化提供了新线索。

参考资料 >

月球最大撞击盆地!美媒揭秘嫦娥四号着陆点前世今生.参考消息.2024-05-03

BBC:中国嫦娥四号着陆成功,传回世界首张月背近照.环球新闻.2024-05-03

重大突破!月壤研究确定月球最古老的撞击遗迹形成于42.5亿年前.腾讯网.2025-03-21

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