月球南極艾特肯盆地下的密集物質，是小行星埋藏的殘骸？

作者：文/虞子期

月球的南極會是怎樣的一番景象？在這張分割圖中，左側顯示了Shackleton的高程圖，右側則顯示了陰影浮雕圖，它們經由NASA的LRO太空船發現，表明了在月球南極的沙克爾頓隕石坑所發現的材料中，可能由冰構成的部分佔比達到了22%。與此同時，在月球的南極（艾特肯盆地）表面下，科學家們又有了新的發現：在那裡，存在著一種神秘又密集的東西。經過研究表明，這個讓所有人都意想不到的龐大補丁，很可能是一顆小行星的埋藏殘骸。

墜入月球表面形成盆地的行星殘骸

科學家們彙集了NASA重力恢復和室內實驗室（GREIL）、月球勘測軌道飛行任務的數據，在將這兩種數據結合起來之後，研究人員發現：月球引力拖拽和表面地形之間存在不匹配的情況。而這個讓大家意想不到的龐大補丁，則很可能是一顆小行星的埋藏殘骸，只是在它墜入月球表面之後，首先形成了這個盆地。

德克薩斯州貝勒大學的地球科學家Peter B. James，是這次研究報告的主要作者，他表示，通過依賴NASA月球探測組合中的兩項關鍵任務，它們在月球軌道上運行了一年多，每個航天器使用另一個航天器，以繪製月球的引力拖曳。研究人員們檢測到了意料之外的質量，相當於把一堆比夏威夷大島大五倍的金屬埋在地下。在月球遠端的地形圖中，也顯示了藍色陰影的南極艾特肯盆地、和虛線內新研究中的質量異常。

為什麼月球地殼的大部分是斜長石

月球被新形成的岩漿海洋覆蓋了數百英里深，就像太陽系的其他內部岩石體一樣，並且在其創造時仍然很熱。當這個岩漿海洋冷卻並凝固時，如橄欖石這樣富含鐵和鎂的緻密礦物質，會在其基部結晶；而如斜長石這樣富含硅和鋁的較輕礦物，則會浮在水面上。這可能解釋了，為什麼月球地殼的大部分現在是98％的斜長石。

正如模型所暗示的那樣，這種流行的月球形成和演化模型引起了激烈的爭論。因為仍然不確定月球岩漿海洋，是否具有化學和物理特徵的正確組合，其礦物質可以分離。科學家們長期以來一直建議，讓對月球的宇宙影響進行直接性的挖掘工作，而不是發射探針鑽入月球、以檢索月球地幔樣本。例如，像南極艾特肯盆地這樣非常大的撞擊坑，可能穿透地殼、並對月球地幔進行採樣。

引人注目的月球南極之艾特肯盆地

月球南極的艾特肯盆地，有科學家們所知的最大火山口（迄今為止），橫跨了月球的遠端延伸2000公里（1240英里）。正是這個巨大火山口的特徵，讓這塊盆地地形特別的引人注目。科學專家們認為，位於南極附近的艾特肯盆地，大約是在40億年前被創建。並且，我們已經知道，月球的極點在一段時間內是獨特的環境。

作為太陽系中目前已知的最大撞擊盆地之一，它可以幫助我們了解太陽系中的超大型撞擊事件的過程、以及會帶來什麼；盆地深達12公里，是月球上最深的撞擊盆地，這意味著當年的撞擊事件，很可能挖出了月球地殼深處甚至月幔的物質，而這些挖掘出的物質，會是我們研究月球內部成分的關鍵鑰匙；想要建立月球45億年的漫長歷史，了解月球上這個最古老的大型撞擊盆地之一，便成為了一個至關重要的環節。

額外質量是否可追溯到隕石坑本身

在月球南極，觀察到異常現象之後，科學家們開始思考：當月球引力拖拽和南極艾特肯盆地附近大致相連的時候，這種異常是否能夠直接追溯到隕石坑本身？關於這個額外質量的解釋，目前有兩種相對合理的解釋。第一種解釋：形成這個隕石坑的小行星的金屬，依然還嵌入在月球的地幔中；而另一種解釋則是：這個地區富含氧化物，很可能是月球的古老岩漿海洋冷卻，然後凝固形成了它。

然後，形成了一個這樣的實際情況：質量異常仍然很突出，並且它似乎位於大約300公里（186英里）以下，這也為科學家們提供了一個有意思的想法，因為，存在的這些事實表明：月球的真實內部，其實可能並沒有之前很多人預想的那麼糟糕，因為如果它們是，那麼月球的引力也會將巨大的補丁拉入月球的中心。

如何幫助解決月球的最早期之謎

關於月球早期的未解之謎有很多，想要幫助解決這些疑惑，有一種方法是：先分析它的地幔，也就是月球地殼下的岩石區域（在其核心之上），以及許多其他未知的地方。因為地球和月球旋轉的方式原因，導致了地球只能看到月球的一面，者被科學家們稱為近側。而NASA的阿波羅任務和蘇聯的月球探測器，都落在了月球的近側，所以，它們都無法返回月球地幔的樣本。

2019年1月，在南極艾特肯盆地內186公里（115英里寬）的VonKármán火山口相對平坦的地面上，科學家們完成了嫦娥四號著陸器Yutu-2的部署。從火星探測器發現的礦物質來看，它們與典型的月球表面材料明顯不同，研究人員表示，這些礦物可能是從南極艾特肯盆地地下挖掘出來的。通過分析從這些礦物質反射的光的波長，揭示了橄欖石和低鈣輝石的存在。科學家指出，這與有關月球上地幔構成的長期預測相吻合，並可能支持主要的月球形成模型、以及冰冷岩漿海洋的演化。

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