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月球南极-艾特肯盆地藏古老秘密,阿耳忒弥斯任务能否揭开岩浆海之谜?

   时间:2025-05-06 15:28 来源:ITBEAR作者:陆辰风

一项最新的科学研究揭示了月球南极-艾特肯(SPA)盆地可能隐藏着月球原始地幔的碎片以及古老岩浆海的遗迹,这一发现为未来的阿耳忒弥斯载人登月任务增添了新的科学探索目标。据推测,宇航员有望在这一区域采集到年轻地幔的样本,这些样本或将为月球形成过程的最终阶段提供宝贵的线索。

大约在43亿年前,一个巨大的天体猛烈撞击月球,穿透地壳形成了SPA盆地。这场撞击不仅改变了月球的地形,还留下了遍布月球表面的碎片。这些碎片如同时间胶囊,记录了月球地幔在结晶过程中的真实状态,为科学家们提供了前所未有的研究机会。

亚利桑那大学的行星科学家杰夫・安德鲁斯-汉娜在最近的一次科学会议上指出,SPA盆地的撞击事件可能揭露了一个晚期阶段的岩浆海。他进一步表示,阿耳忒弥斯任务将尝试采集SPA盆地的喷出物以及潜在的岩浆海物质样本,这些样本将有助于揭示月球内部的更多秘密。

SPA盆地呈现轻微的椭圆形状,这表明撞击并非正面碰撞,而是斜向撞击的结果。在盆地的北缘,有一片物质堆积区,这可能是由于撞击体在撞击过程中将碎片吹向北方所形成的。然而,安德鲁斯-汉娜及其团队通过对比SPA盆地与其他月球上的泪滴形陨石坑,得出了不同的结论。他们认为,撞击体实际上是从南向北移动的,而非之前普遍认为的从北向南。

在太阳系的形成初期,地球和月球都经历了剧烈的地质变化。一颗火星大小的天体撞击了新生的地球,导致地球和月球都短暂地液化。随着液态地幔物质的冷却和结晶,月球的地壳逐渐形成,而更密集的物质则沉入内部。安德鲁斯-汉娜认为,这是月球存在岩浆海的“确凿证据”。

一些物质如钾、稀土元素和磷(统称为KREEP)在熔体中富集,并未参与结晶过程。此前的研究已在SPA盆地底部发现了与KREEP冲击熔体一致的钍元素,这表明地幔物质可能在撞击过程中穿透了地壳。然而,在盆地的北部并未发现地幔物质的迹象。安德鲁斯-汉娜团队在重新审视月球地图时发现,西南方向的喷出物区域含有大量钍元素,这表明岩浆海在SPA撞击后从地壳中渗出。

将SPA盆地与月球近侧的风暴洋KREEP地区(PKT)结合起来研究,科学家们发现了月球内部演变的更多线索。此前的研究曾推测SPA撞击可能将岩浆海推向了月球的另一侧,形成了PKT。但新的研究表明,这两个区域是独立形成的,且SPA撞击事件发生在PKT形成之前。安德鲁斯-汉娜表示,SPA和PKT共同讲述了月球岩浆海晚期演化的完整故事。

值得注意的是,阿波罗任务期间人类已经带回了PKT地区的样本,中国的嫦娥五号任务也在2020年从该地区采集了月球岩石。嫦娥六号任务带回的样本中包含了来自SPA盆地的岩石。这些样本为科学家们提供了研究月球内部结构的宝贵材料。

对于计划于2026年登陆月球的阿耳忒弥斯载人任务而言,这一发现具有重要意义。尽管存在安全方面的担忧,但宇航员仍将尝试采集地幔样本并带回地球。这些样本将与PKT地区的月球岩石进行对比,从而提供月球地幔在不同时期的快照。这将有助于科学家更准确地确定月球岩浆海的形成时间。

安德鲁斯-汉娜表示,SPA盆地将成为研究岩浆海的关键线索。尽管科学家们对岩浆海结晶所需的时间已有大致估计,但确定其确切时间仍是一个挑战。他预计,一旦样本返回地球,科学家们将能够确定SPA盆地的精确年龄,从而提供一个关于岩浆海晚期结晶过程的精确时间点。

 
 
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