根據一對新的研究論文,月球復雜的地質歷史可以作為了解宇宙中其他巖石世界的指針,包括那些可能適合居住的世界 。
美國宇航局支持的研究基于該機構長期運行的月球勘測軌道飛行器(LRO) 的數據——它在過去的十幾年里一直在以高分辨率繪制月球地圖——以及來自退休的美國宇航局月球勘探者和印度月船一號航天器任務的舊數據 。
新研究的結果表明,隨著小行星和彗星在億萬年間撞擊月球表面,月球地幔的碎片——也就是可見地殼下方的內部層——是如何被炸到表面的 。
雖然月球本身并不適合居住,但它確實有一個和地球一樣的地幔 。因此,科學家們使用月球作為代理,以更好地了解巖石行星的總體演化,即使是那些我們只能在尖端望遠鏡中作為光點瞥見的光年之外的潛在宜居行星 。
尋找月球地幔很復雜,使用三組數據整合了理論、建模和地幔物質可能位置的新地圖:Chandrayaan-1的月球礦物學地圖顯示礦物成分和豐度,月球勘探者對月球上元素的觀察來自 LRO 的表面、圖像和地形 。
“更詳細地了解這些 地幔]過程將對重要的后續問題產生影響 。”兩篇論文的主要作者、美國宇航局位于馬里蘭州戈達德太空飛行中心的美國宇航局博士后項目研究員丹尼爾莫里亞蒂在一份聲明中說 。
Moriarty 補充說:“解決的問題可能包括——這種早期的加熱如何影響行星的水和大氣氣體的分布?水會留在周圍,還是全部蒸發掉?對早期宜居性和生命起源有什么影響?”
了解月球地幔的來源不僅具有科學價值,而且或許還有探索價值 。最近,美國宇航局一直在將其工作轉向包括更多的月球探索——包括商業月球有效載荷服務 (CLPS) 計劃下的一系列機器人 。
美國宇航局表示,其中一些機器人的任務是最終撿起月球表面的月球地幔碎片返回地球,以通過近距離研究月球樣本來了解月球的歷史 。如果在技術開發和預算方面一切按計劃進行,人類可能會在 2020 年代中期根據阿爾忒彌斯計劃執行登陸任務,盡管這還不確定 。
Artemis的目標是在月球南極的撞擊坑周圍進行月球探索,這就是新結果的來源 。這些研究將重點放在一個 1,600 英里(2,600 公里)的名為 South Pole-Aitken 的地區的奇怪放射性特征上盆地 。美國宇航局表示,該盆地是一個巨大的撞擊坑,是尋找挖掘出的月幔并對其形成方式進行理論分析的主要區域 。
人們認為巖石行星通過吸積而生長,因為較小的塵埃顆粒和巖石在它們相互的引力下聚集在一起 。各種碰撞產生大量熱量,放射性元素在自然衰變時釋放熱量 。在最大的巖石物體中,例如行星或較大的衛星,會釋放足夠的熱量以形成巖漿海洋 。
【人類為什么要揭開月球之謎 如果各大行星代替月球的位置】然而,該理論缺乏一些細節,包括巖漿海洋在冷卻時如何變化,以及這些海洋中的礦物質何時以及如何結晶 。這些過程很重要,因為它們表明地幔巖石的組成以及您可能會在巖石世界表面的何處找到它們 。
例如,在南極,該團隊的工作表明,放射性異常的成分與他們所說的“淤泥”或當巖漿海洋完成冷卻和結晶時在地幔最上部形成的物質一致 。此前,科學家們認為所謂的污泥——包括鐵和鈦鐵礦(或鈦礦)等巖石的致密組合——會下沉到更輕的地殼下方,無法進行地表勘探 。
“最重要的是,月球地幔的演化比原先想象的要復雜 。”莫里亞蒂說 。“一些較早結晶和下沉的礦物比較晚結晶和下沉的礦物密度小 。這導致不穩定的情況,地幔底部附近的輕物質試圖上升,而靠近頂部的較重物質下降 。這個過程稱為‘重力翻轉‘,并沒有以整齊有序的方式進行,而是變得凌亂,留下了許多混合和意想不到的落后者 。”
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