月球内部发现神秘“月球软糖”层:或为钛矿熔融层

月球内部发现神秘“月球软糖”层:或为钛矿熔融层

月球内部可能存在“月球软糖”层

长期以来,科学家们已经了解了月球地壳、地幔和地核的组成。但一项新的研究表明,在月球下地幔中可能存在一个假设的熔融“月球软糖”层。

专家们在研究了来自两个美国宇航局任务的数据后得出了这一结论,这两个任务与月球在月度和年度尺度上的潮汐效应有关。

在对各种月球成分进行了一系列模拟后,只有包含该熔融层的模型与现有数据相符。

潮汐效应有时被认为是地球独有的现象,因为来自月球(以及太阳)的牵引力不断改变着世界各地的海岸线。然而,月球也经历着自己的潮汐,因为地球也对其施加了牵引力。

显然,这场宇宙拔河比赛中月球一方不会产生相同的海岸线变化(因为月球没有海岸线),但这些潮汐确实影响了月球的形状和重力。由于这些潮汐行为(至少部分)取决于月球的内部结构,因此可以分析潮汐数据并识别月球内部到底发生了什么。

现在,来自美国宇航局和亚利桑那大学的科学家们做到了这一点。他们一直在仔细研究来自月球勘测轨道飞行器(最初于 2009 年发射)的 8 年数据,以及美国宇航局的重力恢复与内部实验室 (GRAIL) 任务,该任务使用两颗名为“退潮”和“流”的卫星来追踪月球的重力变化。GRAIL 任务于 2011 年发射,最初设计只持续三个月,但最终持续了近一年才两颗卫星坠毁在月球表面。

这些探测器为渴望了解地球最近邻星体内部的科学家提供了宝贵的数据。在一篇发表在《AGU Advances》杂志上的新研究中,科学家分析了先前确定的月度重力变化,并利用这两个数据集对年度变化进行了了解。然后,他们开始创建月球内部的模拟,以确定哪个组合最适合从月球重力变化中获得的现实世界数据。他们发现,如果不包括下地幔中的低粘度或“粘稠”层,就不可能重现观测到的结果。虽然这不是对这种熔融“月球软糖”的直接观测,正如有些人所说,但它目前是其存在的最有说服力的证据。

在月球硅酸盐地壳下方,存在一个由橄榄石(一种富含镁和铁的矿物)构成的地幔,通过望远镜观测在阿里斯塔克斯陨石坑和哥白尼陨石坑的暴露部分可以直接观测到。它由镍和铁等金属构成的固态地核,但只占月球直径的大约 20%,这非常小,考虑到地球的核心占地球直径的一半以上。根据研究人员的说法,这种粘稠的熔融层将由钛铁矿构成,钛铁矿是地球上钛的主要来源。这导致了另一个令人困惑的问题:究竟是什么使这种软糖处于熔融状态?

“这样的软层,通常被认为是部分熔融,需要保持,”论文写道。“这样的区域的存在和维持,通常用部分熔融的存在来解释,这对我们对月球热状态和演化的了解具有重要意义。”随着人类不断推进在下一个十年末在月球上建立永久基地的计划,这种粘稠的谜团不太可能长期得不到答案。

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