它可能是地球最近的宇宙邻居,也是人类曾经踏足的唯一地外天体,但有很多事情我们不了解。 最大的谜团之一是为什么它的两侧如此显着不同。
研究人员提出了一种可能的新解释,并得到了实验证据的支持。 最近的一篇论文指出,月球的不对称性可能归因于放射性元素的不对称分布。
月球被潮汐锁定,这意味着月球的一侧(近侧)始终面向地球。 当你抬头看它时,你会发现它布满了黑色的斑点:每月玛丽亚月球内部古代火山活动形成的广阔的黑色玄武岩平原。
远离地球的远端则是另一回事。 首先,地壳较厚,其成分与近侧不同。 表面也更加苍白,玄武岩斑点更少,并且布满了陨石坑。
这被解释为月球近侧的玄武岩流覆盖了月球的大量陨石坑,但为什么近侧的火山活动比远侧更多,一直是月球科学家们一直热衷于解决的一个巨大谜团。 。
月球近侧还有一些奇特之处,即一个地球化学上奇怪的区域,称为 Procellarum KREEP 地体。
它含有异常丰富的特定元素,因此得名——K(钾的原子符号)、REE(稀土元素)和 P(磷的原子符号)。 它还含有铀和钍等元素,其放射性衰变会产生热量。
钍浓度与 KREEP 相对应。 (美国宇航局)
这个 Procellarum KREEP 地体似乎与玄武岩平原有关,并且它已被先前展示的它的发热特性可能与近侧突出的火山活动有关。
事实上,月球内部的热模型表明,钾、钍和铀的放射性衰变可能为近侧热源提供了数十亿年的时间。
因此,一个国际科学家团队着手研究是否确实如此,并进行实验分析来衡量克里普对月球岩石的影响。
将合成的 KREEP 组合物与月球岩石类似物以 5%、10%、15%、25% 和 50% KREEP 的浓度混合。 然后将它们在 1,175 至 1,300 摄氏度之间的温度下保存四到八天。
效果非常显着。 混合物中合成 KREEP 的存在降低了类似物的熔点,产生的熔体量是不含 KREEP 的对照实验的 2 至 13 倍。 而且这还没有辐射热的影响。
为了了解将这种放射性热量添加到混合物中时会发生什么,该团队进行了数值模拟。 他们发现放射性加热与克里普效应相结合。 两者共同可能导致了月球近侧的火山活动,导致了我们今天看到的黑暗区域。
至于KREEP是从哪里来的? 好吧,我们仍然不知道确切的机制,但它可能是一个月球形成的结果。 我们认为这发生在大约 45 亿年前,当时火星大小的名为忒伊亚的物体撞上了地球,将碎片送入太空。 这些碎片重新组合到月球上,但不是均匀的。
更好地了解 Procellarum KREEP 地体如何形成并影响月球的内部过程可以帮助我们更好地了解它是如何到达那里的。
“由于相对缺乏侵蚀过程,月球表面记录了太阳系早期历史的地质事件,”行星科学家马修·拉纽维尔 (Matthieu Laneuville) 解释道日本地球生命科学研究所的教授。
“特别是,月球近侧的区域富含铀和钍等放射性元素,这与月球上其他任何地方不同。了解这些当地铀和钍浓缩物的起源可以帮助解释月球形成的早期阶段,并且作为结果,早期地球的条件。”
该研究发表于自然地球科学。