水是如何改變月球起源的？

【博科園-科學科普（關注「博科園」看更多）】一點水能帶來多大的差別，真是太神奇了。月球是在大約44到45億年前形成的，當時一個物體與仍在形成的原地球相撞。這種撞擊產生了一個熱的、部分蒸發的材料圓盤，它圍繞著嬰兒行星旋轉，最終冷卻並進入月球。多年來科學家們認為，在碰撞後氫與水分子分離，它和其他一些具有低沸點溫度的元素，即所謂的「揮發性元素」，從磁碟中逸出，消失在空間中。這將導致一個乾燥和揮發的元素耗盡的月球，這似乎與之前的月球樣本分析一致。

圖來自於一個關於月亮形成的規範模型的視頻模擬，在這個模型中，原始地球被一個火星大小的物體撞擊在44到45億年之間。圖片版權：Miki Nakajima and Dave Stevenson

但是關於月球化學的研究正在揭示，它可能比最初想像的更濕，這讓人們對這個起源故事的某些方面產生了疑問。這仍然是一個活躍的研究領域，所以科學家們，包括我們的地磁工作人員Erik Hauri，以及許多其他的卡內基同事和校友，都在研究月球上到底有多少水。這是一個非常重要和具有挑戰性的問題,因為我們有限的知識在月球水的歷史和分布，解釋了卡耐基的楊愛瑾，只是與加州理工學院的大衛·史蒂文森一起，著手確定的月球形成的理論需要進行調整，以考慮最近更高的估計月球水的內容。

這項研究發表在《地球與行星科學快報》上。建立了詳細的模型，以確定現有的關於月球形成碰撞的理論是否能夠解釋在其他揮發性元素如鉀和鈉中仍然被耗盡的濕月球。模擬了不同的溫度條件和在月球形成的圓盤上的水丰度。在較高的溫度下，它們的圓盤被硅酸鹽蒸氣所控制，這是由原地球和撞擊物的地幔蒸發而來的，相對較少的氫與水分離。在較低的溫度下，他們的磁碟被水所控制，在這個溫度範圍內氫沒有脫離，使其逃逸機制非常低效。

Nakajima解釋說：好消息是模型顯示，對一個濕潤的月球的觀測與一個巨大的撞擊源並不矛盾。然而，這也意味著科學家們需要提出其他的解釋，解釋為什麼月球上的鉀、鈉和其他揮發性元素被消耗殆盡。其他的可能存在，例如圓盤上的揮發性元素落在地球上，而不是逃離或成為月球形成的一部分。或者它們可能是月球的一部分，當它第一次從碰撞後的圓盤上吸出，但後來卻丟失了。

知識：科學無國界，博科園-科學科普

參考：地球和行星科學快報

內容：經「博科園」判定符合今主流科學

來自：卡內基科學研究所

編譯：卿君側

審校：博科園

解答：本文知識疑問可於評論區留言

傳播：博科園

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