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陨石撞击在月球远端形成南极艾肯特盆地,导致地壳和地幔融化和挥发性元素蒸发的图示。图片来源:Heng-Ci Tian
我们最近的邻居月球对我们来说仍然是一个谜。几十年来,科学家们一直想知道为什么它看起来如此不对称,近侧(我们看到的一侧)是黑暗的火山平原,远侧是崎岖的火山口山脉和较厚的地壳。现在我们可能更接近于知道原因。
对我国嫦娥六号任务从月球背面带回的月球土壤和岩石的分析表明,很久以前的一次巨大撞击改变了月球的内部。
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这些样本是从南极艾特肯盆地收集的,这是一个巨大的撞击坑,覆盖了月球表面的近四分之一。因为它太深了,我国科学院的研究人员想看看撞击是否已经达到月球地幔并改变了它的化学性质。
该团队使用高精度质谱法研究了四个微小的玄武岩碎片,并将其与阿波罗和嫦娥五号任务从月球近侧收集的岩石进行了比较。他们的研究发表在《美国国家科学院院刊》上。
化学影响
研究人员发现,来自远侧样本的钾同位素明显更重,而来自铁的钾同位素仅略重。铁的差异可以用火山作用来解释,但钾同位素的影响并不相同。这指向了另一个加热源。
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钾是一种中等挥发性的元素,加热后容易蒸发。当这种情况发生时,较轻的原子会蒸发,而较重的同位素则会留下来。这些重同位素的丰度向科学家们表明,这次碰撞使月球内部沸腾。
科学家们认为,这次撞击非常热(约2,800开尔文),而且很深,不仅仅是表面凹陷;它融化了月球内部的一部分,并将这些产生热量的元素推向近侧,有助