“嫦娥”任务立大功！穿透雷达揭示了月球的层次

根据目前最广泛接受的理论，大约45亿年前，有一个火星大小的天体撞击了地球，把地球表面的一部分物质撕裂出去，形成了一个巨大的碎片云。这些碎片在地球周围旋转并逐渐凝聚成了月球。

当然，这个过程并不是一帆风顺的，月球在形成过程中也遭受了很多次小型或大型的撞击事件，导致月球表面出现了很多坑洼和裂缝。其中最大的一次撞击事件发生在大约40亿年前，一个直径约2500公里的天体撞击了月球背面，形成了一个巨大的盆地，我们称之为南极-艾特肯盆地（SPA盆地）。这个盆地是整个太阳系中最大、最深、最古老的撞击盆地之一，它覆盖了月球背面近四分之一的面积。

那么，这个盆地里有什么呢？我们可以想象，在这样一个巨大的撞击事件之后，月球内部的岩浆会通过裂缝涌出到表面，形成一层层的熔岩流。这些熔岩流会随着时间而冷却、凝固、变形，并且被后来更小的撞击事件所覆盖或破坏。因此，如果我们能够探测到这些熔岩流的分布和厚度，我们就可以了解到月球内部的结构和演化历史。

但是，要做到这一点并不容易，因为月球表面有很厚的一层尘埃和碎石，称为表生层或表壳层。这层物质会遮挡住我们对月球内部的视线，使得我们无法用普通的光学或红外手段来观察月球内部。那么，我们该怎么办呢？答案是使用雷达波。

雷达波是一种电磁波，它可以穿透表生层，并且在不同介质之间发生反射。如果我们能够发送和接收雷达波，并且记录下它们在不同深度处反射回来的强度和时间，我们就可以得到一个类似于X光片或超声波图像的东西，显示出月球内部不同层次的结构。这就是嫦娥四号探测器上搭载的月球穿透雷达（LPR）所做的事情。

嫦娥四号在月球背面的SPA盆地内的冯·卡门撞击坑着陆。这个撞击坑的直径约为186公里，它的地表被一层厚约12米的表生层覆盖。嫦娥四号探测器上有一个小型的月球车，叫做玉兔二号，它可以在月球表面行驶并进行各种科学实验。

玉兔二号上装有两个频率不同的LPR，一个是低频通道（CH1），频率为500兆赫，可以探测到大约300米深的地下结构；另一个是高频通道（CH2），频率为60千兆赫，可以探测到大约3米深的地下结构。从2019年1月到2021年10月，玉兔二号已经在月球表面行驶了约860米，并且不断地发送和接收雷达波，收集了大量的LPR数据。
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那么，这些数据告诉了我们什么呢？通过对LPR数据进行一系列的处理和分析，科学家们发现了月球表生层以下的多层结构。这些结构反映了冯·卡门撞击坑内的一系列火山喷发事件，以及后来更小的撞击事件对地表和地下的影响。具体来说，科学家们发现了以下几个主要的层次。

第一层：这是最浅的一层，厚度约为12米，由尘埃和碎石组成，是由长期的微小撞击和太阳风侵蚀形成的表生层。第二层厚度约为24米，由较大的岩石块组成，是由附近较年轻的大型撞击坑（如费森斯基撞击坑）产生的喷射物覆盖而成。第三层厚度约为12米，由较小的岩石块组成，是由更远处的大型撞击坑（如杰克逊撞击坑）产生的喷射物覆盖而成。

第四层厚度约为40米，由较细的岩石粒组成，是由最远处的大型撞击坑（如莫斯科海或东方海）产生的喷射物覆盖而成。第五层厚度约为400米，由多个不同厚度和反射强度的子层组成，是由冯·卡门撞击坑形成后不同阶段和规模的火山喷发形成的熔岩流。这些熔岩流显示出随着时间推移而逐渐变薄和变弱的趋势，反映了月球内部岩浆活动的衰减过程。

以上就是嫦娥四号探测器上LPR所揭示出来的月球背面冯·卡门撞击坑内地下几百米深处的分层结构。这些结构为我们提供了一个窥探月球内部结构和演化历史，是由一系列的事件组成的。

月球，作为我们最近的邻居，也有着自己的历史。嫦娥四号探测器上的LPR，就是一种可以读取月球历史的工具。它可以让我们看到月球表面以下的不同层次，每一层都记录了一个不同的事件，一个不同的故事。这些故事，有些是关于月球内部的火山活动，有些是关于月球外部的撞击事件，有些是关于月球与地球和太阳的相互作用。这些故事，共同构成了月球的历史，也反映了太阳系的历史。