時間：2025-12-08 11:11:25 來源：桑間濮上網(wǎng)

（左）月球的詳細圖像（右）月球左側(cè)重力梯度圖和橫截面示意圖，顯示了月球地幔翻轉(zhuǎn)產(chǎn)生的當月兩個含鈦鐵礦的堆積向下流。（圖片來源：uux.cn/美國國家航空航天局/阿德里安·布羅奎特/亞利桑那大學和奧黛麗·拉斯波德斯）
（神秘的發(fā)生地球uux.cn）據(jù)美國太空網(wǎng)（Robert Lea）：42億年前，月球從內(nèi)到外翻轉(zhuǎn)，由內(nèi)而外形成了人類熟悉的數(shù)億月球表面。
大多數(shù)科學家都認為，年前月球是當月在大約45億年前創(chuàng)造的，當時太陽系中的發(fā)生另一個大質(zhì)量物體撞擊地球，將熔融物質(zhì)拋向太空，由內(nèi)而外形成我們的數(shù)億天然衛(wèi)星。
然而，年前亞利桑那大學月球和行星實驗室（LPL）的當月一組科學家將月球的誕生描述為“更多的是一部自己選擇的冒險小說”。
他們說，發(fā)生地球的天然衛(wèi)星有很多可能完整形成，最終形成我們今天看到的月地系統(tǒng)。當然，對于可能形成月球的主要事件，該團隊有自己的想法。研究人員表示，例如，阿波羅任務期間收集的巖石樣本可能表明，有一段時間月球“由內(nèi)而外翻轉(zhuǎn)”
如果這一結(jié)果屬實，也可能解開關(guān)于月球成分的一個揮之不去的謎團。
研究合著者、LPL副教授Jeff Andrews Hanna在一份聲明中說：“我們的月球真的翻了個底朝天。”。“但在月球歷史的這一關(guān)鍵階段，幾乎沒有實物證據(jù)來揭示事件的確切順序，而且在發(fā)生的細節(jié)上——從字面上講——也存在很多分歧。”
月球附近有鈦嗎？
從月球帶回的玄武巖熔巖顯示出驚人的高濃度鈦。除此之外，衛(wèi)星觀測顯示，富含鈦的火山巖主要位于月球左側(cè)。這讓科學家們絞盡腦汁，想知道這些特殊的巖石是如何到達那里的，并且沒有更廣泛地分布。
亞利桑那大學的研究小組認為，月球形成迅速，起初完全被熾熱的巖漿海洋覆蓋。隨著海洋的冷卻和硬化，它將形成月球的外層，包括地幔和地殼。然而，在較低的層次上，嬰兒月亮仍然處于混亂之中。
月球形成模型表明，這片巨大的月球海洋的最后遺跡結(jié)晶成了致密的物質(zhì)，包括富含鐵和鈦的鈦鐵礦。
研究負責人、前LPL博士候選人梁偉剛說：“因為這些重礦物比下面的地幔密度更大，它們會產(chǎn)生引力不穩(wěn)定性，你會認為這一層會更深地沉入月球內(nèi)部。”。

（左）一個“傳統(tǒng)”的月球視圖（中心）區(qū)域被線性重力異常的多邊形圖案包圍（右）藍色斑塊表示沉入月球內(nèi)部的致密物質(zhì)的痕跡。（圖片來源：uux.cn/Adrien Broquet/亞利桑那大學）
問題仍然存在：在月球凝固后，這種物質(zhì)會以單個“斑點”的形式同時下沉，還是以較小的斑點的形式一次下沉一點？而且，如果它在全球范圍內(nèi)沉入月球內(nèi)部，其中一些是如何上升并將鈦帶到月球左側(cè)的？
“在沒有證據(jù)的情況下，你可以選擇你最喜歡的型號，”研究人員聯(lián)合首席作者、德國航空航天中心科學家Adrien Broquet在聲明中說。“每一個模型都對月球的地質(zhì)演化有著深刻的影響。”
合著者、北京大學科學家張楠此前開發(fā)的模型表明，對月球的巨大撞擊可能導致地殼下一層致密的富鈦物質(zhì)向月球左側(cè)移動。一旦到了那里，這種物質(zhì)就會下沉，形成片狀的板塊，并級聯(lián)到月球內(nèi)部，在地殼下留下致密富鈦礦床的交叉體形式的殘留物。
Andrews Hanna說：“當我們看到這些模型預測時，就像燈泡亮了一樣。”。“當我們觀察月球重力場的細微變化時，我們看到了完全相同的模式，揭示了潛伏在地殼下方的致密物質(zhì)網(wǎng)絡(luò)。”
月球形成模型的GRAIL
為了鞏固其富含鈦的鈦鐵礦材料的熔融理論和對月球的觀測，該團隊轉(zhuǎn)向了美國國家航空航天局重力回收和內(nèi)部實驗室（GRAIL）雙航天器任務探測到的月球重力異常的相關(guān)數(shù)據(jù)。
布羅克說：“通過分析月球引力場的這些變化，我們可以窺視月球表面，看看下面是什么。”。
這證實GRAIL數(shù)據(jù)符合鈦鐵礦層模擬。
這樣的證實還表明，重力場觀測可以用來追蹤大部分致密層沉入月球深處后留下的鈦鐵礦殘余物的分布。
梁說：“我們的分析表明，這些模型和數(shù)據(jù)講述了一個非常一致的故事。”。“正如GRAIL所看到的，鈦鐵礦物質(zhì)遷移到左側(cè)，并以片狀級聯(lián)的形式沉入內(nèi)部，留下了導致月球重力場異常的痕跡。”

藝術(shù)家對美國國家航空航天局圣杯任務的概念。Grail的雙宇宙飛船在繞月的串聯(lián)軌道上飛行，以前所未有的細節(jié)測量其重力場。（圖片來源：uux.cn/美國航空航天局/噴氣推進實驗室）
該團隊還能夠確定月球何時翻轉(zhuǎn)過來。他們說，大型和古老的月球撞擊盆地中斷了重力異常，這表明富含鈦鐵礦的層在這些撞擊之前就下沉了。這種“交叉”意味著下沉事件發(fā)生在42.2億年前，這表明下沉可能引發(fā)了火山活動，后來在月球表面可以看到火山活動。
這項研究也為我們今天看到的有趣的月球圖片增添了細微之處。數(shù)十億年前月球地幔的翻轉(zhuǎn)將導致在月球靠近地球的一側(cè)形成一個被稱為原星海區(qū)域的黑暗區(qū)域。
月球的這一區(qū)域海拔較低，地殼較薄，大部分被熔巖流覆蓋，這與月球背面區(qū)域的地殼較厚不同。它還含有更高濃度的稀有元素，如鈦和釷。Andrews Hanna說：“月球在各個方面都是根本不平衡的。”。“我們第一次有物理證據(jù)向我們展示了在月球進化的這一關(guān)鍵階段，月球內(nèi)部發(fā)生了什么，這真的很令人興奮。
“事實證明，月球最早的歷史是在月球表面下書寫的，只是模型和數(shù)據(jù)的正確結(jié)合才揭示了這個故事。”
布羅奎特補充道：“月球早期演化的遺跡今天出現(xiàn)在地殼下方，令人著迷。
“未來的任務，例如地震網(wǎng)絡(luò)，將允許更好地研究這些結(jié)構(gòu)的幾何形狀。”
如果在2025年，美國國家航空航天局的阿爾忒彌斯三號任務自50年前阿波羅任務結(jié)束以來首次將人類送上月球，這些發(fā)現(xiàn)也有助于為未來對我們忠誠的月球伙伴的調(diào)查提供信息。
梁總結(jié)道：“當阿爾忒彌斯宇航員最終登上月球，開始人類探索的新時代。”。“我們對鄰居的理解將與阿波羅宇航員第一次踏上它時截然不同。”
該團隊的研究成果發(fā)表在《自然地球科學》雜志上。

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