科學(xué)發(fā)現(xiàn)：較高的金屬濃度為月球起源提供了新視角

部分地球形態(tài)，月球地平線上的視圖。 （圖片來源：NASA阿波羅11號任務(wù)圖片）

地球上的生命沒有月球的存在將不可能存活。月球使我們地球的自轉(zhuǎn)軸保持穩(wěn)定，從而控制季節(jié)并調(diào)節(jié)地球上的氣候。但是，關(guān)于月球是如何形成的問題存在很多爭論。普遍的假設(shè)認(rèn)為，月球是由一顆火星大小的小行星與地球地殼相撞形成的，地殼中的金屬含量很低。但是新的研究表明，月球的次表層比以前想象的更富含金屬，提供了可能挑戰(zhàn)我們過去對這一過程理解的新視角。

發(fā)表在《地球與行星科學(xué)快報》（Earth and Planetary Science Letters）上的一項研究為月球隕石坑底部發(fā)現(xiàn)的塵埃成分提供了新的線索。月球勘探軌道器（LRO）任務(wù)上的微型射頻儀（Mini-RF）團隊的成員使用雷達對這種細塵進行成像和表征，該團隊由南加州大學(xué)（USC）Viterbi工程學(xué)院電氣與計算機工程研究科學(xué)家Essam Heggy領(lǐng)導(dǎo)，同時也是Mini-RF儀器的聯(lián)合研究人員。研究人員得出結(jié)論，月球的次表層可能比科學(xué)家認(rèn)為的更加富含金屬（即鐵和鈦氧化物）。

圖片來源：Pixabay

根據(jù)研究人員的研究結(jié)果，月球隕石坑底部的塵埃實際上是流星撞擊期間從月球次表層被迫向上濺射的物質(zhì)。當(dāng)對比較大較深的隕石坑底部與較小較淺的隕石坑底部的金屬含量時，研究人員發(fā)現(xiàn)較深的隕石坑中的金屬濃度較高。

我們對月球的了解與次表層金屬存在記錄的變化有什么關(guān)系呢？傳統(tǒng)假設(shè)是，大約在45億年前，地球與火星大小的原始行星（稱為“Theia”）之間發(fā)生了碰撞。大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為，這種碰撞使地球上貧金屬地殼的大量物質(zhì)拋射進入了地球軌道，最終形成了月球。

關(guān)于月球形成理論有一個令人費解的情況，那就是月球上的氧化鐵濃度比地球高，盡管這是科學(xué)家都知道的事實。這項特殊的研究為該領(lǐng)域做出了新的貢獻，因為它提供了對尚未被頻繁研究的月球深部物質(zhì)的新思路，并假設(shè)在月球次表層可能存在更高濃度的金屬。研究人員表示，有可能地球地殼中的鐵含量與月球上的鐵含量之間的差異超出科學(xué)家的想象，這使人們對月球形成方式的現(xiàn)有認(rèn)知產(chǎn)生了疑問。

我們的月球可能比地球的金屬含量更豐富，這一事實對地幔和地殼的一部分物質(zhì)被拋射入軌道的觀點提出了挑戰(zhàn)。更密集的金屬沉積物可能意味著必須探索月球形成的其他假設(shè)。與Theia的碰撞可能對我們早期的地球造成更大的破壞，使得更深的物質(zhì)被拋射到軌道上，或者可能發(fā)生在地球還很年輕并且被巖漿洋覆蓋的時候。另外，正如幾位科學(xué)家所指出的，更多的金屬可能暗示著早期熔融的月球表面存在復(fù)雜的冷卻過程。

圖片來源：Pixabay

Heggy認(rèn)為，“通過進一步對月球次表層金屬含量的了解，科學(xué)家可以限制其形成方式、演化方式以及其對維持地球可居住性的不確定度?！彼M一步補充說：“僅我們的太陽系就擁有200多顆衛(wèi)星，了解這些衛(wèi)星在它們所繞行的行星的形成和演化中所起的關(guān)鍵作用，可以讓我們更深入地了解地球以外的生命條件是如何、在何處形成的，以及它們可能是什么樣子的?！?/p>

約翰斯?霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實驗室的空間探索部門（SES）的行星探索小組（SRE）的韋斯·帕特森（Wes Patterson）是該項目的Mini-RF首席研究員，也是該研究的合著者?！霸虑蚩碧杰壍榔鳎↙RO）任務(wù)與其雷達成像儀Mini-RF將繼續(xù)提供使我們感到驚訝的關(guān)于我們近鄰月球起源和復(fù)雜性的新見解?！?/p>

該小組計劃通過Mini-RF實驗繼續(xù)對更多的隕石坑底部進行額外的雷達觀測，以驗證已發(fā)表的初步發(fā)現(xiàn)。

翻譯：周琪

審校：戴晨

引進來源：南加州大學(xué)（USC）

引進鏈接：https://phys.org/news/2020-07-higher-metal-moon-craters-insights.html


關(guān)注【深圳科普】微信公眾號，在對話框：
回復(fù)【最新活動】，了解近期科普活動
回復(fù)【科普行】，了解最新深圳科普行活動
回復(fù)【研學(xué)營】，了解最新科普研學(xué)營
回復(fù)【科普課堂】，了解最新科普課堂
回復(fù)【科普書籍】，了解最新科普書籍
回復(fù)【團體定制】，了解最新團體定制活動
回復(fù)【科普基地】，了解深圳科普基地詳情
回復(fù)【觀鳥知識】，學(xué)習(xí)觀鳥相關(guān)科普知識
回復(fù)【博物學(xué)院】，了解更多博物學(xué)院活動詳情
?