揭秘月球形成之谜:月表曾存在岩浆海洋

揭秘月球形成之谜:月表曾存在岩浆海洋

科学家们最近分析了月壤,揭示了月球起源的古老信息,发现月球南极曾经存在一个充满岩浆的海洋。

月壤中的秘密

周三发表在《自然》杂志上的一项研究表明,对从月球鲜为人知的区域采集的土壤进行研究表明,存在一个曾经的岩浆海洋的残余物。

研究人员分析了从月球南部高纬度区域开采的月壤——这是 2023 年 8 月印度的 Vikram 着陆器模块在月球南极附近进行历史性着陆时作为 Chandrayaan-3 任务的一部分采集的。阿迈达巴德物理研究实验室主任、该研究的合著者阿尼尔·巴德瓦杰告诉美国广播公司新闻,这项任务是最南端的月球着陆——这是一个艰难的壮举,因为缺乏阳光会导致能见度和通信问题。大多数月球登陆,尤其是人类登陆,都发生在赤道或低纬度地区。

阿迈达巴德物理研究实验室的 Alpha 粒子 X 射线能谱仪的首席工程师 M. Shanmugam 告诉美国广播公司新闻,该任务采用了新技术——粒子接触光谱仪——这是一种安装在探测器上的仪器,能够在非常靠近月球表面的地方进行观测并收集数据。

岩浆海洋的痕迹

作者得出结论,在 Vikram 着陆点发现的土壤成分与古老的岩浆海洋相一致。

在分析土壤时,研究人员在月球表面不同位置的 23 次测量中发现了相对均匀的元素组成,主要含有铁长石岩石类型。巴德瓦杰说,元素光谱还包括岩浆存在的所有主要和次要元素,包括钠、铝、镁、碳、硅、硫、钾、铁、钛、铬和锰。

巴德瓦杰说,大约 42.4 亿年前,一颗火星大小的天体撞击地球后形成了月球。撞击产生的物质很可能是被抛射到太空中的岩浆,这些岩浆仍然停留在地球的引力范围内,并最终开始形成一个行星质量物体。

物理研究实验室教授、该研究的主要作者桑托什·瓦达瓦莱告诉美国广播公司新闻,岩浆海洋可能存在了几千万到几亿年。

研究人员认为,随着月球在整个形成过程中冷却,岩浆消失了,他们假设密度较小的铁质长石漂浮到月球表面,而较重的矿物质在冷却过程中下沉形成地幔——从而形成月球高地,这是由于较轻的长石岩漂浮造成的。

根据该论文,之前对月球地质的研究主要依赖于从月球中纬度任务中采集的样本,例如阿波罗计划,这使科学家们能够更细致地了解月球形成的历史。

月球演化史

瓦达瓦莱说,虽然月球岩浆洋假说已经存在了几十年,但自 1969 年阿波罗任务将人类送上月球以来,新的研究使研究人员得以证实数十亿年前月球的演化历史。

他说:“我们的下一个任务是尽可能接近极点,那里有永久阴影的区域,有水被认为存在于那些区域”。

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