地质学家揭示嫦娥六号着陆点月球阿波罗盆地神秘而多样的火山活动
来源：uux.cn/钱玉琪博士（神秘的地球uux.cn）据香港大学：月球
【菜科解读】
嫦娥六号任务是世界上第一次月球背面样品返回任务。
来源：uux.cn/钱玉琪博士
（神秘的地球uux.cn）据香港大学：月球的背面是一个神秘的地方，从地球上永远看不到。
月球最显著的特征是月球近侧和远侧在成分、地壳厚度和火星火山活动方面的不对称性。
由于缺乏远侧样本，科学家们尚未就月球不对称的起源达成共识，这是月球科学中最重要的遗留问题之一。
嫦娥六号任务于2024年5月3日发射，目前正驶向月球，是世界上第一次月球背面样品返回任务。
它的目标是将约2公斤的月球土壤从南极-艾特肯盆地内阿波罗盆地的南部马雷平原返回地球，这是太阳系中已知的最大撞击特征。
这些样本具有巨大的科学潜力，可用于解决月球二分法难题，甚至重塑我们对最近邻居的认识。
正如最近发表在《地球与行星科学快报》上的一篇论文所示，香港大学地球科学系的钱玉琪博士、Joseph Michalski和赵教授及其国际合作者对阿波罗盆地及其周围环境的火山活动进行了全面研究，揭示了嫦娥六号着陆点神秘而多样的火山活动，对嫦娥六号样本分析和月球二分法的起源具有重要意义。
研究发现，阿波罗盆地有广泛的火山活动，持续时间从内克塔纪（约40.5亿年前）到埃拉托夫斯尼纪（约17.9亿年前。
该地区的火山活动受到地壳厚度的显著影响。
中等厚度地壳中的海堤倾向于在火山口底部下方失速，横向扩展形成一个底坎和底部断裂的火山口。
阿波罗盆地事件减薄的地壳下的海堤直接到达地表并喷发形成广泛的熔岩流，厚地壳中的海堤在能够到达地表并形成玄武岩海堤侵入体之前就停滞了。
钱博士说：“这一基本发现表明，近侧和远侧地壳厚度的差异可能是月球不对称火山活动的主要原因。
”。
“这可以通过返回的嫦娥六号样本进行测试。
”
对于嫦娥六号即将着陆的阿波罗盆地南部马雷平原来说，至少有两次喷发。
较早的一次喷发发生在约33.4亿年前，Ti成分较低，覆盖了阿波罗峰环和盆地边缘之间的整个地形低区。
后来的喷发发生在30.7亿年前，高Ti成分靠近Chaffee S火山口，并向东流动，厚度逐渐减小，直到遇到原始褶皱脊。
作者认为西部高钛玄武岩具有最丰富的科学意义。
对其进行采样将返回高Ti玄武岩、下伏的低Ti玄武岩和撞击事件输送的外来非磁性物质。
Michalski教授强调，“多样化的样本来源将为解决阿波罗盆地中隐藏的一系列月球科学问题提供重要见解。
”
“我们的研究结果对嫦娥六号月球任务做出了巨大贡献。
它为彻底了解尽快返回的嫦娥六号样本奠定了地质框架，并将成为中国科学家即将进行的样本分析的关键参考，”香港大学地球科学系主席教授、论文合著者赵教授说。
“这对香港大学来说是一大步，该校寻求在行星科学方面的卓越表现，并更多地参与国家太空计划。
”
港大是香港唯一一所拥有嫦娥五号探测月球样品的大学。
在这项工作的基础上，香港大学的地质团队也将寻求获取嫦娥六号样本的机会。
这一举措旨在使香港大学能够拥有代表近侧和远侧的月球样本，从而打开研究两个月球半球的科学探索新窗口。
火星表面最高的火山 奥林帕斯山高度达到了26公里
地壳之下100-150千米处，有一个“液态区”，区内存在着高温、高压下含气体挥发成份的熔融状硅酸盐物质，即岩浆。
下面就跟一起具体看看火星表面最高的火山等相关内容。
火星表面最高的火山奥林帕斯山，又译作奥林匹斯山、奥林波斯山，拉丁语：MountOlympus，是火星上的盾状火山，是火星表面最高的火山，也是太阳系已知的最大的火山。
奥林帕斯山高于火星基准面21171米。
但是，奥林帕斯山山脚到山顶的高差是21.9公里，相当于地球上的冒纳凯阿火山山脚到山顶高差的两倍多。
奥林帕斯山比在它西北方1000公里处的平原高出26公里。
奥林帕斯山宽约600公里，占地约30万平方公里（相当于一个意大利）。
奥林帕斯山位于北纬18.65度，东经226.2度。
在宇宙船确认它是一座山之前，地面望远镜中的奥林帕斯山是一璀璨的亮点，被19世纪后期天文学家命名为“奥林帕斯山之雪”（NixOlympica）。
简介奥林帕斯山是太阳系已知的最大的火山，宽约600公里，山脚到山顶的高差是21.9公里。
火山口由6个互相覆盖的陷落组成，总体上长约80公里、宽约60公里，火山口壁可高达3.2公里。
山体的边缘是可达8公里高的陡崖，这对于火星其他火山来说较少见。
整个火山坡度非常缓（近山顶约1~2.5度，外围约5度），加上很大宽度使得从火星表面无法见其全貌，例如从山坡边缘无法看见山顶，而从山顶无法看见山坡边缘。
事实上火星其他很大火山也有类似现象。
山顶气压约30至60帕，约为火星基准面气压600帕的8%，相较之下地球珠穆朗玛峰顶气压为330百帕，为海平面气压的33%。
奥林帕斯山山顶的高度虽然水冰云无法形成，仍会有干冰云和风携带的沙尘。
山顶上有两个已命名的撞击坑，南侧的为Pangboche，东侧的为Karzok。
地质活动奥林帕斯山是盾状火山，由流动性高的玄武岩质熔岩长期喷发累积而成，造成平缓的坡度，类似地球夏威夷的冒纳罗亚火山。
由于火星没有板块运动，火山底下的热点能维持固定，使火山持续累积熔岩而增高，而地球由于有板块运动则会形成火山岛链，如夏威夷-皇帝岛链。
奥林帕斯山形成于亚马逊纪早期，尚未观察到进行中的火山活动。
山顶的破火山口是地下岩浆库空了之后顶部塌陷而成，而上方地表受拉张形成正断层条纹。
有五个陷落显示有五次的岩浆库形成、枯竭，而覆盖于最上面、没有被盖住的完整圆形陷落为最年轻。
根据火星快车号高分辨率立体相机（HighResolutionStereoCamera，HRSC）的照片，利用撞击坑数量的定年法显示奥林帕斯山破火山口中的五个塌陷约于一亿五千万年前形成，而火山西侧山壁的熔岩流年龄老的有一亿一千五百万年，年轻的只有两百万年，这以地质时间来说算是非常年轻。
根据火星快车号与火星全球勘测者的照片与地形观测，至少山的西部，除了熔岩之外还有沉积岩与火山沉积岩－－如沙尘、火山灰，可能还有自大气沉降的水冰。
而如同西部山脚的冰河，火山缓坡上部可能有被沙尘盖住而免于升华的冰河。
早期观测与命名奥林帕斯山与其他塔尔西斯的火山都很高，不会被频繁的尘暴覆盖，于是当覆盖全球的尘暴发生时仍能从十九世纪观测者的望远镜中见到。
业余天文学家派翠克·摩尔指出，当尘暴发生时，“斯基亚帕雷利发现他命名的NodusGordis和OlympicSnow仍然可见，于是猜测它们必然很高。
”1972年水手9号从轨道拍下它的照片后，确定了它比地球上任何一座山都要高，定名为奥林帕斯山（OlympusMons）。
周围地区奥林帕斯山东南为火山高原塔尔西斯，上有三座很大盾状火山：阿尔西亚山、帕弗尼斯山和艾斯克雷尔斯山；东北方有另一座低缓却宽广的盾状火山亚拔山；北方为古老地块阿克戎槽沟；西北至西方有熔岩平原阿卡迪亚平原与亚马逊平原；西南有风成风蚀地形梅杜莎槽沟层；而火山周围环绕着一圈崎岖地形－－奥林帕斯山光环。
奥林帕斯山光环#p#分页标题#e#奥林帕斯山光环（OlympusMonsaureole）是环绕奥林帕斯山的崎岖地形，由几个部分组成：西北方的LycusSulci、东北方的CyaneSulci、东方的SulciGordii与东南方的GigasSulci，其中LycusSulci面积最大。
地形名词sulci为复数，意为多条接近平行的沟与脊（subparallelfurrowsandridges），而奥林帕斯光环的地表即充满此类地形。
奥林帕斯山光环最早由水手9号发现，亦引发种种解释成因的假说。
其中一项说明这些是由奥林帕斯山边缘倒塌、往外推移而成，也就是多次大规模块体移动，而这也解释了奥林帕斯山周围斜坡（OlympusRupes）的成因。
其中西北方的LycusSulci移动最远，最远离山脚斜坡750公里，其他方向的移动距离较短则是因为属上坡。
此地形与山之间的不连续，是因为被后来的熔岩流所覆盖。
另有假说则解释这些崎岖地是借由冰的润滑顺着重力往外扩散，模型预测的内缘为拉张、外缘为挤压亦符合观测。
230万年前巨大的小行星撞击火星留下20亿个陨石坑
（图片来源：uux.cn/JPL加州理工学院、美国国家航空航天局、亚利桑那大学）（神秘的地球uux.cn）据美国太空网（Robert Lea）：200多万年前，一颗巨大的小行星撞击火星，在火星表面留下了一个巨大的陨石坑和大约20亿个较小的陨石坑。
这些次级陨石坑分布在1000英里（1800公里）的区域，使这颗小行星成为相对较近历史上对这颗红色星球最大的撞击之一。
据估计，每300万年就有一次小行星撞击火星，其质量足以造成如此大范围的破坏。
撞击发生在火星赤道，人类将其命名为Elysium Planitia；它留下了一个8.6英里（13.9公里）宽、0.62英里（1公里）深的主坑，名为科林托。
另一方面，根据研究结果背后的科学家称，撞击产生的次级陨石坑大小从656英尺（200米）到0.8英里（1.3公里）不等，并以一个大型“射线系统”向外延伸。
尽管该火山口已有230万年的历史，但研究小组认为，该火山口及其次级火山口非常年轻，其中一些火山口被雕刻成源自火星死火山Elysium Mons顶峰的熔岩流。
该团队在一项相关研究中写道：“科林托陨石坑是Elysium Planitia的一个新撞击坑，它产生了火星上最广泛的热射线系统和次级陨石坑之一，向南延伸约1243英里（2000公里），覆盖了火星上近180的弧。
”。
一幅插图显示了火星勘测轨道飞行器在这颗红色星球周围原位收集数据。
（图片来源：uux.cn/Robert Lea/美国国家航空航天局）作者解释了他们是如何利用美国国家航空航天局火星勘测轨道飞行器收集的热成像和可见成像数据来描述撞击抛入火星大气层的陨石坑和碎片毯，或“喷出物”的。
喷出物是指由于某种撞击而从火山口“喷出”的任何物质。
在这种情况下，喷出物是从小行星撞击形成的巨大主坑空洞中喷出的火星碎片。
这些数据由航天器的高分辨率成像实验（HiRISE）和上下文相机（CTX）仪器收集，并提供给一个机器学习程序，该程序将此次撞击的喷出物造成的陨石坑与其他小行星撞击事件产生的火星陨石坑分离开来。
然后，这些信息被用来估计撞击的年龄和最初撞击产生的次级撞击坑的总数。
通过测量从科林托延伸出来的次级撞击坑的分布，研究小组发现主撞击坑的南部和西南部分布最为集中。
陨石坑北部缺乏喷出物，科学家们认为这表明造成这场破坏的小行星以大约30到45度的角度进入了这颗红色星球的大气层。
研究人员发现的最远的次级陨石坑表明，撞击产生的一些喷出物发射距离1150英里（1850公里）。
这大约是大峡谷长度的四倍。
从科林托延伸的喷出物碎片场的图形表示。
（图片来源：uux.cn/Golombek等人）然而，次级撞击坑不仅在距离主撞击区的距离和大小上有所不同。
研究小组还根据它们的形状对它们进行了分类。
有些是圆形和半圆形，而另一些则是“扁平圆形”或“椭圆形”研究人员确定，次级陨石坑的形状或“形态”与形成它们的碎片喷出的速度、这些碎片的大小以及它们撞击的火星区域的表面成分有关。
在科林托附近，次级撞击坑呈半圆形状，在距离主撞击区更远的地方发现了椭圆形的撞击坑。
研究小组写道：“科林托形成的大量次级火山口与大多数喷出的物质一致，这些物质都是坚硬、坚硬的玄武岩。
”。
玄武岩是由富含镁和铁的熔岩快速冷却形成的火山岩，因此这些碎片很可能代表小行星撞击的火山之前喷出的熔岩。
这次小行星撞击从火星表面发射的一些喷出物的成分表明，太空岩石撞进水或冰中。
科林托陨石坑底部遍布的“坑”也表明了这一点，这意味着撞击对富含冰的物质产生的影响会排出水或气体。
该团队的研究结果于3月早些时候在德克萨斯州举行的第55届月球和行星科学年会上发表。
