2022年4月11日,星期一

关于月球双面的新解释

月球两侧的差异与巨大的古代撞击有关。

月球的远面与近面看起来大不相同。月球的近侧由月海组成——巨大的、深色的古代熔岩流的遗迹,而月球月球背面几乎没有大规模的海的特征。

为什么月球的这两面如此不同?

一项新的研究对此提供了新的解释。这可能与数十亿年前的一次巨大撞击有关月球的南极

该研究表明,形成月球巨大的南极-艾特肯(SPA)盆地一定产生了巨大的热羽流。这种羽状物质由一系列稀土元素和产热元素组成,它会通过大气层扩散月球内部

科学家认为,热量中元素的集中可能导致火山活动,从而产生了附近的火山平原。

布朗大学博士候选人、该研究的主要作者马特·琼斯(Matt Jones)说,“我们知道,像形成SPA那样的大撞击会产生大量热量。问题是这些热量是如何影响月球内部动力学的。我们证明,在SPA形成的任何可能的条件下,它最终会将这些产生热量的元素集中在附近。我们认为这导致了地幔融化,从而产生了我们在地表看到的熔岩流。”

月球近侧是Procellarum KREEP terrane (PKT)的所在地——钾(K)、稀土元素(REE)、磷(P)以及钍等产热元素的浓度。KREEP(一种成分异常)似乎集中在海中及其周围的Procellarum,这是附近最大的火山平原,但在其他地方却很稀少月亮

月球的左侧的
月球的近侧(左)主要是巨大的火山沉积物,而远侧(右)则少得多。月球两侧为何如此不同,这是一个经久不衰的月球之谜。

根据科学家的说法,PKT和左侧熔岩流之间可能有联系。然而,目前还不清楚为什么这组元素集中在月球左侧。

利用计算机模拟了一次巨大撞击产生的热量如何改变月球内部的对流模式,以及这可能如何重新分配月球地幔中的KREEP物质,科学家们表明,SPA撞击产生的广泛的地幔加热可以催化长期存在的近地行星的形成远地端全月球不对称不相容元素和地表火山沉积物。

该模型表明,KREEP物质可能像冲浪者一样,在SPA撞击区散发的热量羽流中飞行。随着热羽流在月球的地壳下扩散,这些物质最终被带到附近的一个区域。

科学家们模拟了几种可能的撞击场景。它们都产生了不同的热模式,并在不同程度上动员了KREEP,都在左侧产生了KREEP浓度,与PKT异常一致。

科学家们指出“这项工作为月球最持久的谜团之一提供了可信的解释。”

“PKT是如何形成的,可以说是月球科学中最重要的未决问题。南极-艾特肯撞击是月球历史上最重要的事件之一。这项工作将这两件事结合在一起,我认为我们的结果很吸引人。”

期刊引用:

  1. Marr J. Jones等人。南极-艾特肯撞击成因的月球成分不对称。DOI:10.1126 / sciadv.abm8475

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