現(xiàn)在，研究人員對(duì)月球的兩面性有了一個(gè)新的解釋--這與數(shù)十億年前月球南極附近的一次巨大撞擊有關(guān)。

發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上的一項(xiàng)新研究表明，形成月球巨大的南極-艾特肯（SPA）盆地的撞擊會(huì)產(chǎn)生大量的熱流，在月球內(nèi)部傳播。這股熱流會(huì)將某些物質(zhì)--一套稀土和產(chǎn)熱元素--帶到月球的正面。這種元素的集中將有助于形成正面火山平原的火山活動(dòng)。

“我們知道，像形成SPA的那種大撞擊會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，”布朗大學(xué)的博士生、該研究的主要作者M(jìn)att Jones說(shuō)。“問(wèn)題是這種熱量是如何影響月球的內(nèi)部動(dòng)力學(xué)的。我們所展示的是，在SPA形成時(shí)的任何合理?xiàng)l件下，它最終將這些產(chǎn)熱元素集中在正面。我們預(yù)計(jì)，這有助于地幔熔化，產(chǎn)生我們?cè)诒砻婵吹降娜蹘r流?！?/p>

這項(xiàng)研究是 Jones和他的導(dǎo)師、布朗大學(xué)副教授Alexander Evans，以及來(lái)自普渡大學(xué)、亞利桑那州月球與行星科學(xué)實(shí)驗(yàn)室、斯坦福大學(xué)和美國(guó)宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的研究人員之間的合作。

月球正面和背面的差異最早是在20世紀(jì)60年代由蘇聯(lián)的月球任務(wù)和美國(guó)的阿波羅計(jì)劃揭示的。雖然火山沉積物的差異是顯而易見(jiàn)的，但未來(lái)的任務(wù)也將揭示出地球化學(xué)成分的差異。近處有一個(gè)被稱為Procellarum KREEP terrane（PKT）的成分異常點(diǎn)--鉀（K）、稀土元素（REE）、磷（P）以及釷等產(chǎn)熱元素的集中。KREEP似乎集中在風(fēng)暴洋（Oceanus Procellarum）及其周圍，這是最大的月球正面火山平原，但在月球的其他地方卻很稀少。

一些科學(xué)家已經(jīng)懷疑PKT和正面熔巖流之間有聯(lián)系，但是為什么那些元素集中在正面的問(wèn)題仍然存在。這項(xiàng)新研究提供了一個(gè)解釋，它與南極-艾特肯盆地有關(guān)，這是太陽(yáng)系中已知的第二大撞擊坑。

為了這項(xiàng)研究，研究人員進(jìn)行了計(jì)算機(jī)模擬，模擬巨大的撞擊所產(chǎn)生的熱量將如何改變?cè)虑騼?nèi)部的對(duì)流模式，以及這可能如何重新分配月球地幔中的KREEP材料。KREEP被認(rèn)為代表了月球形成后最后凝固的地幔部分。因此，它可能形成最外層的地幔，就在月球地殼之下。月球內(nèi)部的模型表明，它應(yīng)該或多或少地均勻地分布在表面之下。但是這個(gè)新的模型顯示，這種均勻的分布會(huì)被SPA撞擊產(chǎn)生的熱羽擾亂。

根據(jù)該模型，KREEP材料會(huì)像沖浪者一樣，乘著從SPA撞擊區(qū)發(fā)出的熱浪。隨著熱羽在月球地殼下的擴(kuò)散，這些材料最終被大量地送到了正面。研究小組對(duì)一些不同的撞擊情況進(jìn)行了模擬。雖然每一種情況都產(chǎn)生了不同的熱量模式，并在不同程度上調(diào)動(dòng)了KREEP，但所有的情況都在正面產(chǎn)生了KREEP的集中，與PKT異?，F(xiàn)象一致。

研究人員說(shuō)，這項(xiàng)工作為月球最持久的謎團(tuán)之一提供了一個(gè)可靠的解釋。

Jones說(shuō)：“PKT是如何形成的，可以說(shuō)是月球科學(xué)中最重要的開(kāi)放性問(wèn)題。而南極-艾特肯撞擊是月球歷史上最重要的事件之一。這項(xiàng)工作將這兩件事結(jié)合在一起，我認(rèn)為我們的結(jié)果真的很令人興奮?！?/p>