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天文新知

月球表面最大的撞擊坑揭露了月球兩面不同的真相

一個覆蓋了將近四分之一月球表面積的隕石坑,揭露了月球這顆衛星形成的新訊息。科學家利用放射性元素釷,針對南極-艾特肯盆地撞擊產生的物質進行分析後,能夠細部推演月球地函及地殼發展的時間線,這項結果對於理解月球的形成和演化有著重要意義。

月球上的南極-艾特肯盆地放在太陽系之最裡也相當突出,它的直徑約2550公里,深達8.2公里,是太陽系中前幾名的撞擊坑。它在大約43億年前的一次劇烈撞擊下產生,當時的月球依然非常炎熱,可塑性也極強,該次的撞擊會從月球表面下挖出大量物質。

我們都知道月球以同一面面對著地球,這使得研究位於月球另一側的撞擊坑並不容易,現在科學家針對該次撞擊進行模擬,發現噴出物應該落在月球表面與釷沉積物相對應的位置。面對著地球的這一面,布滿了黑斑,這些被稱為月海的結構,實際上是月球遠古火山或熔岩活動所形成的黑色玄武岩平原;相較之下,背對地球的那一面,顏色要淺得多,月球背面的地殼也更厚。

科學家檢測到的大部分釷都出現在近的這一側,所以它的這種分布通常被解釋為與兩側的差異有關,但對於南極-艾特肯撞擊坑的分析後,似乎又是另一個故事。

月球上的釷是在熔融時期沉積下來的,此時約為45億至44億年前,月球雖被熔融狀態的岩石所覆蓋,但也逐漸冷卻和凝固,這個過程中,密度較大的礦物會下沉到更深處成為地函,較輕的則會浮上頂部形成地殼。而釷不容易與其它礦物互融,它就像一層油一樣被夾在兩個熔融層之間,過一段時間才會漸漸向地核下沉,而此時,一顆極大的隕石撞擊月球時,挖出了大量的釷層,濺遍了月球近地球的一側。

該隕石也撞擊並融化了更深的岩石,而更深層的岩石不含釷,因此兩側的表面物質似乎有很大的不同,研究人員最近在該撞擊坑中找到了幾處原始的釷礦床,期望成為未來探月任務中需要拜訪的重要地點,該研究被發表在《地球物理研究期刊:行星》。(編譯/許晉翊)
資料來源:Science Alert

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