Dane radaru księżycowego z chińskiej misji Chang’e 3 ujawniają nowe wskazówki dotyczące starożytnej przeszłości księżyca

fazy księżyca.

Zakurzona powierzchnia księżyca – uwieczniona na zdjęciach odcisków stóp astronautów Apollo na Księżycu – powstała w wyniku zderzeń asteroid i surowego środowiska kosmicznego, które przez miliony lat rozbijało skały. Zespół naukowców powiedział, że starożytna warstwa tego materiału, pokryta okresowymi wylewami lawy, a teraz zakopana pod powierzchnią księżyca, może zapewnić nowy wgląd w głęboką przeszłość księżyca.

„Dzięki starannemu przetwarzaniu danych znaleźliśmy intrygujący nowy dowód na to, że ta zakopana warstwa, zwana paleoregolitem, może być grubsza niż wcześniej oczekiwano” – powiedział Tiyuan Zhou, adiunkt geofizyki w Penn State. „Warstwy te nie zostały naruszone od czasu ich powstania i mogą być ważnymi zapisami dla określenia wczesnego uderzenia asteroidy i historii wulkanicznej Księżyca”.

Chang’e 3, pierwszy chiński lądownik księżycowy, sfotografowany przez łazik Yutu. Źródło: Chińska Narodowa Administracja Kosmiczna

Zespół kierowany przez Zhu przeprowadził nową analizę danych radarowych zebranych przez chińską misję Chang’e 3 w 2013 roku, która dokonała pierwszych bezpośrednich naziemnych pomiarów radarowych na Księżycu.

Naukowcy zidentyfikowali grubą warstwę starożytnych skamielin o wysokości około 16 do 30 stóp, umieszczoną między dwiema warstwami skały lawy, o której uważa się, że ma od 2,3 do 3,6 miliarda lat. Naukowcy powiedzieli, że odkrycia wskazują, że starożytny krater uformował się znacznie szybciej niż poprzednie szacunki 6,5 stopy na miliard lat.

Księżyc przez całą swoją historię doświadczał aktywności wulkanicznej, co doprowadziło do osadzania się skał lawowych na powierzchni. Naukowcy twierdzą, że z biegiem czasu skały rozpadają się na pył i glebę, zwane regolitem, z powtarzającymi się uderzeniami asteroid i wietrzeniem kosmosu, po czym zostają zakopane po kolejnych wypływach lawy.

„Naukowcy księżycowi obliczają kratery na Księżycu i używają modeli komputerowych do określenia tempa produkcji regolitu” – powiedział Chu. „Nasze odkrycia ograniczają to, co wydarzyło się od dwóch do trzech miliardów lat temu. To wyjątkowy wkład tej pracy”.

Wcześniejsze badania dotyczyły zestawu danych, który powstał, gdy łazik Yutu wysłał impulsy elektromagnetyczne do podziemnego wnętrza księżyca i usłyszał jego echo. Zhou powiedział, że jego zespół opracował czteroetapowy przepływ przetwarzania danych w celu wzmocnienia sygnału i stłumienia szumu w danych.

Naukowcy zaobserwowali zmiany polaryzacji, gdy impulsy elektromagnetyczne przemieszczały się w dół przez gęste skały lawy i pradawny kamień, umożliwiając zespołowi rozróżnienie między różnymi warstwami.

Przybliżona pozycja lądowania chińskiego lądownika Chang’e-3. Został wystrzelony o 17:30 UTC 1 grudnia 2013 roku i osiągnął powierzchnię Księżyca 14 grudnia 2013 roku. Współrzędne księżyca to: 44,12°N 19,51°W. Planowanym miejscem lądowania był Sinus Iridum, wypełniony lawą krater o średnicy 249 km (155 mil). Właściwe lądowanie miało miejsce w Mare Imbrium. źródło: NASA

„Nasz artykuł naprawdę dostarcza pierwszych geofizycznych dowodów na to, że przenikalność elektromagnetyczna zmienia się z małej wartości dla starożytnych kamieni na dużą dla przepływów lawy” – powiedział Chu. „Wykryliśmy tę zmianę polaryzacji w danych i stworzyliśmy szczegółowy podpowierzchniowy obraz geofizyczny do głębokości kilkuset metrów”.

Według zespołu, który niedawno opublikował swoje odkrycia w czasopiśmie, wyniki mogą wskazywać na wyższą aktywność meteorytów w Układzie Słonecznym w tym okresie miliardy lat temu. Listy badań geofizycznych.

Zhou powiedział, że narzędzia do przetwarzania danych mogą być używane do interpretacji podobnych danych zebranych podczas przyszłych misji na Księżyc, Mars Albo gdziekolwiek indziej w Układzie Słonecznym. Jego zespół pracuje teraz z technologią uczenia maszynowego, aby jeszcze bardziej poprawić wyniki.

„Powiedziałbym, że użyliśmy tradycyjnych technik przetwarzania danych, ale przyjrzeliśmy się danym dokładniej i zaprojektowaliśmy odpowiedni przepływ pracy dla takich danych księżycowych, ponieważ jest to środowisko bardzo różne od Ziemi” – powiedział Zhou. „Tu, w Penn State, już skonfigurowaliśmy ten przepływ pracy jako kod open source dla współpracowników”.

Odniesienie: „Ultra-thick Paleooligolith Layer Detected by Lunar Penetrating Radar: Implication for Fast Oregon Formation between 3.6 and 2.35 Ga” autor: Tieyuan Zhu, Jinhai Zhang i Yangting Lin, 7 października 2021 r. Listy badań geofizycznych.
doi: 10.1029/2021GL095282

Wkład w badania wnieśli Jinhai Zhang i Yangting Lin, profesorowie Chińskiej Akademii Nauk.