北京
一場發(fā)生在數(shù)十億年前的猛烈撞擊，可能把月球深處的巖石翻到了靠近南極的表面上。這些巖石或許正是科學(xué)家們夢寐以求的“時(shí)間膠囊”，記錄著月球乃至整個(gè)太陽系年輕時(shí)的樣子。
兩篇互為補(bǔ)充的新研究，不僅還原了那次驚天動(dòng)地的撞擊過程，還帶來了一個(gè)令“阿爾忒彌斯”任務(wù)規(guī)劃者興奮的線索——來自月球內(nèi)部的寶貴物質(zhì)，可能比過去認(rèn)為的更接近地表，伸手可及。
“這個(gè)盆地給了科學(xué)家一個(gè)罕見的機(jī)會(huì)，去研究月球最早期的歷史。”研究合著者、西南研究院科學(xué)理事會(huì)執(zhí)行主任威廉·博特克博士說。撞向月球表面的力量極其巨大，可能把來自月球深處的物質(zhì)，包括部分月幔，都挖了出來。
研究的核心焦點(diǎn)，是月球背面那個(gè)巨大無比的南極-艾特肯盆地。它是月球上最大、最古老，同時(shí)也是保存最完好的撞擊結(jié)構(gòu)之一。正因?yàn)樗谠虑驓v史極早期就形成了，科學(xué)家將其視為了解早期太陽系環(huán)境的一個(gè)獨(dú)特窗口。而這片區(qū)域，恰好又緊鄰著NASA為“阿爾忒彌斯”載人登月任務(wù)所圈定的候選著陸區(qū)，其科學(xué)價(jià)值與探索意義不言而喻。
為了搞清這個(gè)巨型盆地是如何誕生的，研究人員利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)模型，對(duì)那次遠(yuǎn)古撞擊進(jìn)行了模擬重現(xiàn)。模擬結(jié)果描繪了這樣一個(gè)畫面：撞擊天體并非來自隨機(jī)的方向，而是從月球的北方一路向南，以一個(gè)極低的角度斜向撞上月球表面。這種特殊的入射軌跡，恰好能解釋為何南極-艾特肯盆地會(huì)呈現(xiàn)出一種獨(dú)特的、拉長且逐漸變窄的形態(tài)。
“我們的模擬不僅生成了形狀與性質(zhì)都匹配的撞擊盆地，還告訴了我們關(guān)于制造它的‘炮彈’以及撞擊方向的信息。”該研究的第一作者、普渡大學(xué)的脅田茂博士解釋道。模型進(jìn)一步揭示，這個(gè)“炮彈”本身也非比尋常。它并非一塊簡單的固態(tài)巨石，而更像一個(gè)微縮版的原行星，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，擁有一個(gè)鐵質(zhì)核心，外面包裹著巖石物質(zhì)。
當(dāng)這個(gè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的撞擊體猛烈撞上月球時(shí)，它產(chǎn)生了極其驚人的能量。撞擊不僅鑿出了一個(gè)深邃且底部凹凸不平的空腔，還在中心區(qū)域產(chǎn)生了足以熔化巖石的熾熱高溫。巨大的力量將海量的月殼與月幔物質(zhì)拋射進(jìn)太空，隨后，這些物質(zhì)中的大部分又如雨點(diǎn)般回落到剛剛形成的盆地底部，鋪就了一層復(fù)雜的地質(zhì)毯子。
另一項(xiàng)研究則借助引力數(shù)據(jù)，細(xì)致地分析了這些被拋射出來的物質(zhì)最終是如何分布的。結(jié)果顯示，盆地底部的某些區(qū)域，其物質(zhì)密度異常地高，這很可能就是來自月幔深處的巖石在撞擊后被翻攪到近表面的直接證據(jù)。對(duì)于未來的“阿爾忒彌斯”宇航員來說，這意味著他們可能無需進(jìn)行深鉆，只要在盆地內(nèi)的特定區(qū)域進(jìn)行采樣，就能觸碰到原本深埋于月球內(nèi)部、承載著月球起源與演化關(guān)鍵線索的稀有材料。
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