“重力翻轉”攪亂月球，地幔碎片何處可尋？

月球地幔的“重力翻轉”很可能啓動於岩漿海完全凝固之前。因此，在任何時刻，月球內部的實際結構都不可能呈現出圖中的精確模式。

月球誕生後不久，就被岩漿覆蓋了。隨着岩漿海的冷卻和凝固，緻密礦物下沉形成了地幔層，而密度較低的礦物上浮形成了地殼表層。後來，小行星與彗星的強烈撞擊穿透了地殼，“炸出”了地幔碎片，讓它們分散在月球表面。

近日，美國國家航空航天局（NASA）領導的兩項新研究確定了月球表面最有可能發現地幔碎片的區域，爲未來的月球任務提供了一幅導航圖。通過收集和分析這些來自月球深處的碎片，科學家們可以更好地瞭解月球、地球和其他太陽系星球的進化歷史。

岩漿海的形成與演化是太陽系內外巖質行星和衛星的“共享”過程，而距離較近的月球則是研究這類基本過程的完美樣本。NASA戈達德太空飛行中心研究人員Daniel Moriarty說：“這種早期加熱會對星球的水、大氣的分佈產生怎樣的影響？水會保留下來，還是完全蒸發？”當地時間8月3日，研究人員在《自然通訊》發文探討了這些問題。

Moriarty說：“月球地幔的演化比預期複雜得多。某些先結晶的下沉礦物比後結晶的下沉礦物密度更小，這誘發了一種不穩定的‘重力翻轉’現象——靠近地幔底部的輕物質試圖上升，而靠近頂部的重物質下沉。‘重力翻轉’並不會以一種有序的方式進行，它讓地幔變得一團糟。”月球地幔的重力翻轉很可能啓動於岩漿海完全凝固之前。因此，在任何時刻，月球的內部結構都不可能呈現出完美、均勻的分層。

研究人員回顧了最近的月球樣本分析以及地球物理/化學模型，以更新他們對月球地幔演化的見解。以此爲透鏡，他們又解釋了部分對月球表面的近期觀察結果。研究人員指出，月球南極的艾特肯盆地是最龐大、最深的隕擊構造，因此，艾特肯盆地是最有希望找到地幔碎片的區域。

多年來，科學家們一直對艾特肯盆地的異常放射性感到困惑。Moriarty等人的分析表明，放射性異常與岩漿海結晶後地幔最上層的“淤泥”物質有密切聯繫。由於這些淤泥物質的密度非常大，科學家們先前認爲，在月球歷史早期，它們應該完全沉入下地幔中。“然而，新研究顯示，部分淤泥被困在上地幔中，並在劇烈的撞擊事件中被帶到地表。艾特肯盆地是人類在月球表面發掘地幔物質的最佳位點。有趣的是，某些地幔物質也有可能出現在月球南極附近、擬議的阿爾忒彌斯和VIPER着陸點周圍。”Moriarty說。

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編譯：雷鑫宇 審稿：西莫 責編：陳之涵

期刊來源：《自然通訊》

期刊編號：2041-1723

原文鏈接：https://www.sciencedaily.com/releases/2021/08/210803175259.htm

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