根据“玉兔2号”前三个月的日探测数据，中国科学家对月球背面登陆区的月壤和浅层结构有了重要发现和认识，揭开了月球演化日记的新篇章。9月7日，这项研究结果在《自然—天文》发表。
月球的浅层结构记录了大规模撞击事件和岩浆喷发的时间和规模，以及它们之间的时序关系，是书写月球30多亿年演化故事的天然“日记”。但是到目前为止，人类对它的理解仍然是有限的，它就像一个“隐藏的角落”等待被探索。
30多亿年演化的“日记本”
月球的演变与小行星撞击密切相关。科学家试图分析月球的浅层结构，以获得小行星撞击的历史。
科学家们已经知道，小天体的撞击是地球早期演化的一个重要驱动力，但是长期的地质构造活动抹去了它早期演化的大部分痕迹，因此很难理解地球早期演化的历史，而这些记录在月球上保存得很好。
本文作者、中国科学院地质与地球物理研究所(以下简称地质与地球物理研究所)研究员林向《中国科学报》介绍说：“月球质量很小，很早就停止了内部活动。因此，月球表面撞击坑的撞击坑和飞溅堆积剖面是了解月球30多亿年演化历史的一个很好的视角，也可以为我们了解地球早期演化提供重要参考。”
科学家们假设小行星撞击的“高能图片”。例如，月球表面的物质被“敲出”并四处抛掷，在短距离内形成连续的溅射毯，在长距离内形成不连续的溅射条纹。一些大规模的撞击事件也可能导致火山爆发，形成玄武岩和溅射沉积物的夹层结构。
月球表面受到广泛而强烈的小行星撞击，因此月球表面物质是不同撞击事件溅射物质的混合物。溅射材料的尺寸和堆积厚度与撞击事件的规模和距离有关。也就是说，月球的浅层结构完整地记录了小行星撞击的“画面”，形成了行星演化的自然“日记”。
“黑科技”助力
自20世纪70年代以来，美国阿波罗计划试图通过在月球表面钻探月球土壤样本并用月球地震仪进行探测来“清楚地看到”月球的浅层结构。但是，钻孔样品的深度只有2米，钻孔位置有限；月球地震波法空间分辨率低，难以识别月球浅层的精细结构。
即使结合各种方法如月球地震波、微波、地形和小型撞击坑溅射，也只能间接地获得一些粗糙的特征。
2019年1月，“嫦娥四号”探测器与“玉兔二号”会合，到达月球背面南极的冯卡门陨石坑——艾肯盆地，实现了首次月球背面软着陆，并进行了原地探测和巡逻探测。
为了探测月球表面的浅层结构，这是人类长期以来的愿望，“玉兔二号”装备了足够先进的“黑色技术”——月球雷达。
该雷达由两个频率通道组成，其中高频通道的探测深度约为50米，用于探测月球土壤及其下方溅射物的高分辨率结构，而低频通道的探测深度约为500米，用于探测可能的结构，如厚层状溅射角砾岩层和玄武岩层。
在此之前，嫦娥三号作为玉兔二号的“前身”，利用月球雷达开展了“边走边探”的工作，完成了月球浅层结构的首次剖面，揭示了嫦娥三号着陆区的地质构造和地质演化过程，发现了一种新的岩石类型。基于这些发现，科学家们揭示了该地区火山活动的历史。
3个月昼的数据
2019年3月13日，“玉兔二号”完成了三个月的白天工作，进入第三个月的夜晚，共走了163米。
收到数据后，科研团队和负载开发团队立即投入研究工作。作为该论文的三位第一作者之一，地质与地球研究所的研究员张金海负责数据处理；中国科学院航天信息创新研究所研究员周斌负责确定原始数据；澳门科技大学助理教授朱负责陨石坑的模拟。
经过地质解释，玉兔二号所处的浅构造段清晰地展现在科学家面前。
着陆区浅部构造自上而下分为三个基本单元：单元1总厚度130米，为多个撞击坑附近的溅射物堆积和底部的玄武岩角砾岩层；2单元总厚度约110米，是一个多次喷发的玄武岩层；如果单元3的总厚度不小于200米，它是从着陆区北部的莱布尼茨陨石坑溅射出来的。
同时，高频雷达信号揭示了单元1上部的精细结构，顶层30多米厚的物质主要是来自芬森陨石坑的抛射体。
这表明Yutu-2探测到的月球物质不是填充在冯卡门陨石坑底部的玄武岩，而是来自芬森陨石坑。
同时，雷达剖面也揭示出着陆区经历了多次冲击溅射堆积和多次玄武岩浆喷发充填。
这些新发现对了解月球南极-艾肯盆地的演化具有重要意义，对随后探索和研究月球内部的物质组成和结构具有重要的指导作用。
研究人员表示，他们预计后续的月球探测项目将从月球背面的“隐藏角落”收集更多信息，从而帮助科学家彻底破译“月球日记”。
