月球表面最大的撞击坑揭露了月球两面不同的真相

发布单位:台北市立天文科学教育馆

Thorium concentrations on the Moon.

  一个覆盖了将近四分之一月球表面积的陨石坑,揭露了月球这颗卫星形成的新讯息。科学家利用放射性元素钍,针对南极-艾特肯盆地撞击产生的物质进行分析后,能够细部推演月球地函及地壳发展的时间线,这项结果对于理解月球的形成和演化有着重要意义。

  月球上的南极-艾特肯盆地放在太阳系之最里也相当突出,它的直径约2550公里,深达8.2公里,是太阳系中前几名的撞击坑。它在大约43亿年前的一次剧烈撞击下产生,当时的月球依然非常炎热,可塑性也极强,该次的撞击会从月球表面下挖出大量物质。

  我们都知道月球以同一面面对着地球,这使得研究位于月球另一侧的撞击坑并不容易,现在科学家针对该次撞击进行模拟,发现喷出物应该落在月球表面与钍沉积物相对应的位置。面对着地球的这一面,布满了黑斑,这些被称为月海的结构,实际上是月球远古火山或熔岩活动所形成的黑色玄武岩平原;相较之下,背对地球的那一面,颜色要浅得多,月球背面的地壳也更厚。

  科学家检测到的大部分钍都出现在近的这一侧,所以它的这种分布通常被解释为与两侧的差异有关,但对于南极-艾特肯撞击坑的分析后,似乎又是另一个故事。

  月球上的钍是在熔融时期沉积下来的,此时约为45亿至44亿年前,月球虽被熔融状态的岩石所覆盖,但也逐渐冷却和凝固,这个过程中,密度较大的矿物会下沉到更深处成为地函,较轻的则会浮上顶部形成地壳。而钍不容易与其它矿物互融,它就像一层油一样被夹在两个熔融层之间,过一段时间才会渐渐向地核下沉,而此时,一颗极大的陨石撞击月球时,挖出了大量的钍层,溅遍了月球近地球的一侧。

  该陨石也撞击并融化了更深的岩石,而更深层的岩石不含钍,因此两侧的表面物质似乎有很大的不同,研究人员最近在该撞击坑中找到了几处原始的钍矿床,期望成为未来探月任务中需要拜访的重要地点,该研究被发表在《地球物理研究期刊:行星》。(编译/台北天文馆研究组技佐许晋翊)

资料来源:Science Alert

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