實(shí)習(xí)記者 代小佩
廣寒宮中，嫦娥枯坐，玉兔搗藥，這是古老神話中的月球。撞擊坑、環(huán)形山，坑坑洼洼，這是現(xiàn)代影像圖中的月球。但月球深處有什么，是長(zhǎng)久以來(lái)都沒(méi)有答案的謎題。
日前，國(guó)際期刊《自然》在線發(fā)布我國(guó)月球探測(cè)領(lǐng)域的一項(xiàng)重大發(fā)現(xiàn)。中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)月球與深空探測(cè)研究部主任李春來(lái)領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)利用嫦娥四號(hào)就位光譜探測(cè)數(shù)據(jù)，證明了月球背面南極—艾特肯盆地（SPA）存在以橄欖石和低鈣輝石為主的深部物質(zhì)，為解答長(zhǎng)期困擾國(guó)內(nèi)外學(xué)者的有關(guān)月幔物質(zhì)組成的問(wèn)題提供了直接證據(jù)。
關(guān)于月球形成有哪些假說(shuō)和理論？現(xiàn)代科學(xué)又提供了哪些證據(jù)？這項(xiàng)最新發(fā)現(xiàn)對(duì)完善月球形成與演化模型的啟示究竟是什么？
月幔成分事關(guān)月球演化
“關(guān)于月球的形成和演化存在多種理論和模型，其中在月球形成方面的假說(shuō)和理論就包括分裂模型、捕獲模型、共增生模型和巨碰撞模型四種?！崩畲簛?lái)接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)說(shuō)。
其中，分裂模型假定早期地球旋轉(zhuǎn)特別快，致使自身轉(zhuǎn)動(dòng)變得不穩(wěn)定，從而造成赤道地區(qū)的物質(zhì)被甩入軌道生成月球。捕獲模型認(rèn)為，月球形成于太陽(yáng)系的另一個(gè)地方，最終因近距離遇到地球，經(jīng)重力捕獲從而進(jìn)入一個(gè)受約束而穩(wěn)定的繞地運(yùn)行軌道。
而共增生模型認(rèn)為，在地球增生期間，通過(guò)多種機(jī)制可能會(huì)形成一個(gè)環(huán)繞地球的星體物質(zhì)盤，這個(gè)星體物質(zhì)盤在地球整個(gè)增生期間都存在，月球由較小的繞日拋射物構(gòu)成。
不過(guò)，如今被普遍認(rèn)可的是巨碰撞模型?！案鶕?jù)這項(xiàng)理論，月球形成于太陽(yáng)系形成的早期。當(dāng)時(shí)的地球與一個(gè)火星大小的天體發(fā)生碰撞，碰撞拋出的地殼和上地幔物質(zhì)在地球軌道上反復(fù)累積增生，從而形成月球?！崩畲簛?lái)說(shuō)。
“關(guān)于月球早期演化的假說(shuō)和理論主要為著名的巖漿洋理論。由大碰撞和累積增生相伴的能量釋放產(chǎn)生了大規(guī)模的熔融，即巖漿洋，伴隨著熔融體晶出物的密度分離，形成了低密度、富斜長(zhǎng)石的月殼，而如橄欖石、輝石等較重的礦物則下沉形成月幔?！崩畲簛?lái)告訴科技日?qǐng)?bào)記者。
現(xiàn)代科學(xué)為這些假說(shuō)和理論提供了大量證據(jù)。首先是在月殼中富含斜長(zhǎng)石的證據(jù)。通過(guò)阿波羅（APOLLO）號(hào)從月球帶回樣品中月海玄武巖的化學(xué)和巖石學(xué)研究，已經(jīng)證實(shí)月海表面富含斜長(zhǎng)石；同時(shí)遙感獲取的鐵（Fe）、鎂（Mg）、鋁硅（Al/Si）、鎂硅（Mg/Si）等數(shù)據(jù)說(shuō)明月球高地月殼也是斜長(zhǎng)巖質(zhì)的。
“深部月殼及月幔的物質(zhì)成分目前仍存在著較大爭(zhēng)議，確定其物質(zhì)成分是這次研究的一個(gè)重要目標(biāo)?！崩畲簛?lái)說(shuō)。
著陸區(qū)域的選擇是關(guān)鍵
為何了解月幔物質(zhì)組成對(duì)于了解月球形成很關(guān)鍵？“月幔占月球體積和重量的主要部分，了解了月幔物質(zhì)組成可以檢驗(yàn)巖漿洋理論的正確性，從而修正和完善月球形成和演化的理論模型?！崩畲簛?lái)解釋道。
過(guò)去，美國(guó)阿波羅任務(wù)和蘇聯(lián)月球任務(wù)返回的月球樣品中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)與月幔準(zhǔn)確物質(zhì)組成有關(guān)的直接證據(jù)。李春來(lái)和研究團(tuán)隊(duì)為何能拿到關(guān)鍵性證據(jù)？
“這次之所以能夠拿到關(guān)鍵性證據(jù)或取得突破的關(guān)鍵因素，主要在于嫦娥四號(hào)著陸區(qū)域的選擇。”李春來(lái)說(shuō)。
美國(guó)阿波羅任務(wù)和蘇聯(lián)月球任務(wù)均在月球正面著陸，且著陸區(qū)域沒(méi)有位于巨大的撞擊坑內(nèi)部，因此不太可能發(fā)現(xiàn)代表月球深部的月幔物質(zhì)成分。
聯(lián)系客服
