月球上有巨大的熔巖海洋，印度著陸器的新數(shù)據(jù)表明

印度近期數(shù)據(jù)Chandrayaan-3任務(wù)支持曾經(jīng)被熔巖海洋覆蓋的觀點(diǎn)月亮.來(lái)自該任務(wù)的科學(xué)家發(fā)表了他們的新發(fā)現(xiàn)在日記中自然界.

2023年8月23日，一架名為維克拉姆的著陸器成功降落在月球表面。然后，管制員部署了一個(gè)名為Pragyan的漫游車，該漫游車已被存放在Vikram上，以探索登陸點(diǎn).

維克拉姆著陸的地方比以前在月球上的任何其他登陸艇都更南。它讓科學(xué)家們深入了解了尚未取樣的月球地質(zhì)。

Pragyan的測(cè)量發(fā)現(xiàn)，著陸器周圍的月球土壤（或風(fēng)化層）中的特定化學(xué)元素混合物相對(duì)均勻。這個(gè)風(fēng)化層主要由一種稱為鐵斜長(zhǎng)石.

科學(xué)家們表示，月球南極風(fēng)化層的化學(xué)成分介于月球赤道地區(qū)兩個(gè)地點(diǎn)的樣本之間：美國(guó)宇航員收集的樣本1972年阿波羅16號(hào)飛行，以及那些通過機(jī)器人Luna-20任務(wù)返回地球的人，該任務(wù)于同年由蘇聯(lián)飛行。

盡管所有這些樣本的化學(xué)成分都來(lái)自月球上非常遙遠(yuǎn)的地理位置，但它們的化學(xué)成分具有廣泛的相似性，這支持了這樣一個(gè)觀點(diǎn)，即在月球歷史的早期，一個(gè)單一的巖漿海洋就覆蓋了月球。

月球被認(rèn)為是在一顆火星大小的行星與地球相撞時(shí)形成的，噴射出巖石，隨后合并形成我們星球上唯一的衛(wèi)星。月球巖漿海洋被認(rèn)為從其形成到數(shù)千萬(wàn)年或數(shù)億年后就已經(jīng)存在。

這片巖漿海洋的冷卻和結(jié)晶最終導(dǎo)致了構(gòu)成月球地殼的鐵質(zhì)斜長(zhǎng)石巖石。

軌道測(cè)量

從地質(zhì)學(xué)上講，月球高地被認(rèn)為部分代表了古老的月球地殼。Chandrayaan-3、Apollo 16 和 Luna 20 都降落在高地地區(qū)，可以進(jìn)行比較。

因此，它提供了一個(gè)機(jī)會(huì)來(lái)測(cè)試對(duì)月球被全球液態(tài)巖石海洋覆蓋的理論的預(yù)測(cè) - 被稱為月球巖漿海洋（LMO）模型.

作者強(qiáng)調(diào)了他們的測(cè)量結(jié)果如何顯示月球車運(yùn)行的幾十米內(nèi)月球表面成分的均勻性。

諸如此類的“地面實(shí)況”測(cè)量對(duì)于解釋軌道航天器進(jìn)行的觀測(cè)至關(guān)重要。例如，作者將這些結(jié)果與之前兩次印度月球任務(wù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較。Chandrayaan-1和-2，兩者都是從軌道測(cè)量月球表面的。

這些早期的航天器測(cè)量結(jié)果與Pragyan火星車的測(cè)量結(jié)果之間的一致性為軌道數(shù)據(jù)集提供了新的信心。軌道數(shù)據(jù)表明，該區(qū)域的月球表面在幾公里的區(qū)域內(nèi)的化學(xué)成分是均勻的。

在解釋方面，這些測(cè)量值也非常寶貴月球隕石.這些是當(dāng)太空巖石與月球碰撞時(shí)從月球表面噴射到太空中的巖石樣本。

這些巖石碎片后來(lái)可能會(huì)進(jìn)入地球大氣層，有些甚至?xí)矒舻孛?。這些代表了奇妙的樣本，因?yàn)樗鼈儚脑虑虻牟煌糠謷伋龅碾S機(jī)性意味著我們從以前的任務(wù)未訪問過的地區(qū)接收到樣本。

然而，正是由于這種隨機(jī)采樣模式，很難知道它們來(lái)自月球的哪個(gè)位置，這使我們無(wú)法將它們置于適當(dāng)?shù)沫h(huán)境中。因此，Pragyan火星車的測(cè)量結(jié)果有助于我們構(gòu)建月球不同區(qū)域的圖片，以及我們的隕石樣本如何比較。

近側(cè)和遠(yuǎn)側(cè)

月球巖漿海洋模型最初是在樣本返回后首次構(gòu)思的。阿波羅11號(hào)任務(wù).那次任務(wù)降落在一個(gè)以深色玄武巖為主的地區(qū)（想想冰島或夏威夷的火山產(chǎn)生的物質(zhì)）。

然而，當(dāng)時(shí)的研究人員注意到，阿波羅11號(hào)的土壤中還含有白色巖石的碎片，富含礦物鈣鐵礦，這種鐵礦被命名為鐵斜長(zhǎng)石。

這一觀察結(jié)果導(dǎo)致了這樣一種觀點(diǎn)，即白色巖石代表了原始古代月球地殼的微小碎片。

隨著巖漿海洋的冷卻，密度較大的礦物（如橄欖石和輝石）下沉，形成更深的地幔層，稱為地幔，而鐵斜長(zhǎng)石（比周圍的巖漿密度小）漂浮起來(lái)，形成了月球的第一個(gè)地殼。

自從最初的月球巖漿海洋模型被提出以來(lái)，已經(jīng)提出了各種建議，以更普遍地解釋月球樣本和月球地質(zhì)觀測(cè)的額外復(fù)雜性——例如，月球近側(cè)地殼似乎比月球背面的地殼薄得多。

同樣，目前尚不清楚為什么近側(cè)經(jīng)歷了如此多的火山活動(dòng)，導(dǎo)致它被廣闊的深色玄武巖平原所主導(dǎo)，而遠(yuǎn)側(cè)似乎包含更多的鐵質(zhì)斜長(zhǎng)石。

在試圖解決這些問題時(shí)，研究人員已經(jīng)開發(fā)了詳細(xì)的模型來(lái)解釋月球地殼是如何形成的，后來(lái)又被火山噴發(fā)和撞擊坑所改變。

一些模型預(yù)測(cè)了月球地殼的多層，頂部是鐵質(zhì)斜長(zhǎng)石巖石，下面是更多富含鎂的巖石。

有趣的是，這項(xiàng)研究中測(cè)量的成分并不是人們所期望的原始鐵斜長(zhǎng)石，該斜長(zhǎng)石被認(rèn)為是由古代月球地殼組成的。相反，它含有更多的鎂。

這一觀測(cè)結(jié)果表明，月球地殼中某些礦物質(zhì)的濃度高于原始月球巖漿海洋模型所暗示的濃度。

作者認(rèn)為，他們的測(cè)量結(jié)果可能代表了構(gòu)成古代月球地殼的鐵質(zhì)斜長(zhǎng)石巖石的混合成分，以及來(lái)自更富含鎂的巖石底層的物質(zhì)。

這些不同的材料層本來(lái)是在月球撞擊坑期間挖掘材料而混合的。

特別是，Chandrayaan-3著陸點(diǎn)可能會(huì)被所謂的噴射巖石覆蓋約1.5-2公里“南極-艾特肯”沖擊盆地– 直徑2,500公里抑郁癥在被認(rèn)為是由月球歷史早期的巨大撞擊事件形成的表面。

后來(lái)的撞擊坑事件將進(jìn)一步混合和分布這些物質(zhì)，從而產(chǎn)生本研究中Chandrayaan-3任務(wù)所測(cè)量的那種化學(xué)特征。

約書亞·斯內(nèi)普，英國(guó)皇家學(xué)會(huì)大學(xué)地球與環(huán)境科學(xué)系研究員，University of Manchester

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