

大约45亿年前,一个火星大小的天体撞击了我们的地球。这次灾难性的碰撞蒸发了被称为忒伊亚的撞击物,并从原地球上撕下了一大块。这些行星碎片进入轨道并混合在一起,最终合并形成了月球。
根据这个被广泛接受的月球起源故事,即所谓的撞击理论,新生的月球将剩余的能量转化为热量,热量将月球表面融化成岩浆海洋,并持续了数百万年。
现在,印度“月船3号”任务收集的新的月球土壤成分测量数据提供了更多证据,证明月球曾经被岩浆海洋覆盖。研究结果发表在上周的《自然》杂志上。
“根据我们的观察,月球早期进化的理论变得更加有力,”x射线天文学家、该研究的主要作者桑托什·瓦达瓦莱告诉BBC新闻的乔治娜·兰纳德。
去年,月船三号的维克拉姆着陆器在月球南极附近着陆,并释放了一个名为“Pragyan”的月球车。在10天的时间里,普拉格扬收集了大量的数据,包括月球风化层的化学成分——或者是覆盖在坚实岩石下面的松散表面物质——用的是一种叫做α粒子x射线光谱仪(APXS)的仪器。
回到地球后,印度天文学家团队分析了APXS研究的23个风化层样本的数据,以了解土壤的矿物组成。这是第一次从月球南极附近记录的土壤成分测量,科学家们发现所有这些都包括铁斜长岩,一种白色岩石。
这一发现支持了月球曾经被岩浆包裹的观点。Vadawale告诉《大众科学》杂志的汤姆·霍金:“月球岩浆海洋假说的一个关键预测是存在一个主要的斜长地壳。”这是因为在月球的岩浆海洋阶段,致密的岩石——比如富含镁的镁质岩石——会向内下沉,而较轻的岩石——比如铁质斜长岩——会浮到顶部。
新的月球南极样本与阿波罗11号任务期间在月球赤道附近收集的样本一致,其中也含有铁斜长岩。它们与早期的月船1号和月船2号任务的轨道数据相匹配,这种一致性使科学家更加信任轨道数据集,《对话》的薇薇安·林说。
亚利桑那州立大学的行星科学家林迪·埃尔金斯-坦顿(Lindy Elkins-Tanton)没有参与这项研究,他告诉《自然新闻》的迈克尔·马歇尔(Michael Marshall):“这是我们基于轨道数据所期望的,但地面事实总是很容易得到的。”
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然而,研究小组还在风化层中发现了镁,尽管富含镁的岩石被认为在地壳中下沉得更低。他们认为,流星撞击的影响可能导致了巨大的古代撞击坑——南极艾特肯盆地——从月球地幔深处挖出了密度更大的岩石。
据《大众科学》报道,普拉吉安的测量还显示,橄榄石的含量高于辉石,这两种矿物都是含镁和含铁的矿物。这是出乎意料的,因为在南极附近的艾特肯盆地的其他样本显示出相反的结果——辉石多于橄榄石——科学家们也不确定为什么普拉吉安的观察结果会有所不同。
英国开放大学(Open University)的行星科学家马赫什·阿南德(Mahesh Anand)没有参与这项研究,他告诉《自然新闻》(Nature News),科学家们需要带回更多的月球样本来了解这种差异——这是下一个月船任务的一个艰巨目标。