“重力翻转”搅乱月球，地幔碎片何处可寻？

月球地幔的“重力翻转”很可能启动于岩浆海完全凝固之前。因此，在任何时刻，月球内部的实际结构都不可能呈现出图中的精确模式。

月球诞生后不久，就被岩浆覆盖了。随着岩浆海的冷却和凝固，致密矿物下沉形成了地幔层，而密度较低的矿物上浮形成了地壳表层。后来，小行星与彗星的强烈撞击穿透了地壳，“炸出”了地幔碎片，让它们分散在月球表面。

近日，美国国家航空航天局（NASA）领导的两项新研究确定了月球表面最有可能发现地幔碎片的区域，为未来的月球任务提供了一幅导航图。通过收集和分析这些来自月球深处的碎片，科学家们可以更好地了解月球、地球和其他太阳系星球的进化历史。

岩浆海的形成与演化是太阳系内外岩质行星和卫星的“共享”过程，而距离较近的月球则是研究这类基本过程的完美样本。NASA戈达德太空飞行中心研究人员Daniel Moriarty说：“这种早期加热会对星球的水、大气的分布产生怎样的影响？水会保留下来，还是完全蒸发？”当地时间8月3日，研究人员在《自然通讯》发文探讨了这些问题。

Moriarty说：“月球地幔的演化比预期复杂得多。某些先结晶的下沉矿物比后结晶的下沉矿物密度更小，这诱发了一种不稳定的‘重力翻转’现象——靠近地幔底部的轻物质试图上升，而靠近顶部的重物质下沉。‘重力翻转’并不会以一种有序的方式进行，它让地幔变得一团糟。”月球地幔的重力翻转很可能启动于岩浆海完全凝固之前。因此，在任何时刻，月球的内部结构都不可能呈现出完美、均匀的分层。

研究人员回顾了最近的月球样本分析以及地球物理/化学模型，以更新他们对月球地幔演化的见解。以此为透镜，他们又解释了部分对月球表面的近期观察结果。研究人员指出，月球南极的艾特肯盆地是最庞大、最深的陨击构造，因此，艾特肯盆地是最有希望找到地幔碎片的区域。

多年来，科学家们一直对艾特肯盆地的异常放射性感到困惑。Moriarty等人的分析表明，放射性异常与岩浆海结晶后地幔最上层的“淤泥”物质有密切联系。由于这些淤泥物质的密度非常大，科学家们先前认为，在月球历史早期，它们应该完全沉入下地幔中。“然而，新研究显示，部分淤泥被困在上地幔中，并在剧烈的撞击事件中被带到地表。艾特肯盆地是人类在月球表面发掘地幔物质的最佳位点。有趣的是，某些地幔物质也有可能出现在月球南极附近、拟议的阿尔忒弥斯和VIPER着陆点周围。”Moriarty说。

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编译：雷鑫宇 审稿：西莫 责编：陈之涵

期刊来源：《自然通讯》

期刊编号：2041-1723

原文链接：https://www.sciencedaily.com/releases/2021/08/210803175259.htm

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