新數據表明：月球曾被岩漿海洋大面積覆蓋

大約 45 億年前，一個被稱爲忒伊亞（Theia）的火星大小的原行星遭遇了非常糟糕的一天。它的軌道使其與另一個更大的原行星發生碰撞，兩者以如此巨大的力量碰撞在一起，以至於忒伊亞基本上被摧毀了。公平地說，另一個原行星的情況也好不到哪裡去：撞擊的力量將其大量的體積炸到了太空中。其中一些物質像雨點一樣落回表面，而其餘的則與忒伊亞的殘骸混合在一起，最終合併成一個衛星：我們的月球。

大約 45 億年前，一個被稱爲忒伊亞（Theia）的火星大小的原行星遭遇了非常糟糕的一天。它的軌道使其與另一個更大的原行星發生碰撞，兩者以如此巨大的力量碰撞在一起，以至於忒伊亞基本上被摧毀了。公平地說，另一個原行星的情況也好不到哪裡去：撞擊的力量將其大量的體積炸到了太空中。其中一些物質像雨點一樣落回表面，而其餘的則與忒伊亞的殘骸混合在一起，最終合併成一個衛星：我們的月球。

這種情況代表了我們對於月球形成的最佳理解。8 月 21 日發表於《自然》雜誌的一篇新論文爲這一理論提供了新的證據，但也對我們爲模擬碰撞所構建的模型細節提出了疑問。這篇論文依據月船 3 號任務收集的數據，其“普拉吉安”號月球車從月球的高緯度地區收集了第一批風化層樣本。

正如該論文的主要作者桑託什·瓦達瓦萊（Santosh Vadawale）向《大衆科學》（Popular Science）解釋的那樣，該理論的一個關鍵方面是“月球岩漿海洋假說”。災難性撞擊所釋放的能量“會使月球外部幾百公里融化”。這意味着新形成的月球完全被岩漿所覆蓋：那是一個全球性的岩漿海洋，其炎熱且深厚，至少需要數千萬年才能冷卻並凝固成岩石。

如果月球表面呈液態的狀態持續了數百萬年，我們預計相對較輕的礦物質會浮到表面，而較重的礦物質會沉到底部。（想想油和水的混合物最終會如何分離，油會浮在水的上面。）瓦達瓦萊說，從地質學角度來看，我們預計月球表面主要由被稱爲斜長巖的礦物質組成：“月球岩漿海洋假說的一個關鍵預測是存在一個主要由斜長巖組成的地殼。”

這一預測最先由阿波羅任務加以檢驗，其採集的樣本發現，月球表面在很大程度上的確是斜長巖質的。從那以後，另外幾個 任務從赤道和中緯度地區採集了樣本，但直到“月船 3 號”抵達之前，靠近兩極的地區仍未被探索。

“高緯度地區……由於年代更久遠，受到了更多撞擊坑的影響，”瓦達瓦勒解釋說。“這使得確定足夠大的安全着陸區域變得具有挑戰性，這可能就是爲什麼大多數[早期]着陸都發生在相對安全的月海地區。然而，在靠近兩極的地方着陸的重要性已經爲人所知有一段時間了，而且……在高緯度地區着陸的嘗試次數一直在增加。”

瓦達瓦勒表示，“月船 3 號”代表了在這樣一個區域的首次完全成功着陸。它的成功使一輛探測車得以部署，該探測車採集了附近土壤的樣本，讓研究人員能夠檢查其成分，並將其與地勢較低地區的成分進行比較。瓦達瓦勒說，該地形的成分在很大程度上與預期相符：“這個區域的風化層主要是……類似於赤道高地地區。這爲月球岩漿海洋假說提供了進一步的支持。”

然而，一個意外之處在於存在相對大量的橄欖石，這是一種相對較重的含鎂礦物。瓦達瓦勒解釋說，發現這種礦物本身並不罕見：“雖然月球岩漿海洋的早期模型表明地殼由純斜長巖構成，但該模型的進一步發展表明地殼……[包含]一定量的含鎂和含鐵礦物[如]橄欖石和輝石。”這種重礦物也可能因大型流星撞擊而從地表下被拋射出來——而“月船 3 號”的着陸點靠近南極-艾特肯盆地，這是月球上最大、最古老、最深的撞擊坑。

因此，出乎意料的不是橄欖石的存在——而是存在的橄欖石的數量之多令人驚訝，尤其是橄欖石與另一種名爲輝石的重鎂基礦物的比例情況。其他樣本中輝石的含量高於橄欖石；然而，“普拉吉安”採集的樣本中橄欖石的含量高於輝石。正如論文所提到的，“這是一個新發現，與其他的月球高地土壤（來自返回樣本庫和月球隕石）不同。”

爲什麼？目前還無人知曉。但這可能非常重要，因爲它有可能進一步完善關於月球究竟是如何形成的模型。瓦達瓦勒說：“橄欖石略多於輝石這一解釋是一個非常重要的發現，因爲它有可能限制不同的月球岩漿洋模型。”然而，他告誡不要急於下任何結論：“只有通過進一步的建模才能得出更具體的細節。”