月球表面下的金属可能比以前想象的更丰富

2022-02-26 / 作者:猫咪资讯 / 来源:网络整理 / 阅读:885 /
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一组美国研究人员利用美国宇航局月球勘测轨道飞行器(LRO)上的微型射频(Mini-RF)仪器的数据,对月球陨石坑底部发现的尘埃进行了表征,并发现了月球表面下可能比想象中更富含铁和钛等金属的证据。这张照片是从马雷·英姆布里亚向南拍摄的。远处可以看到直径93公里(58英里)的哥白尼陨......

一组美国研究人员利用美国宇航局月球勘测轨道飞行器(LRO)上的微型射频(Mini-RF)仪器的数据,对月球陨石坑底部发现的尘埃进行了表征,并发现了月球表面下可能比想象中更富含铁和钛等金属的证据。

This photograph was taken looking south across Mare Imbrium. The crater Copernicus, 93 km (58 miles) in diameter, is seen in the distance. Several chains of small craters are visible. These are oriented toward Copernicus and are secondary craters produced by material ejected when Copernicus formed. In the foreground, the crater Pytheas is 20 km (12.4 miles) in diameter. This photo was taken by the Apollo 17 crew in 1972. Image credit: Lunar and Planetary Institute.

这张照片是从马雷·英姆布里亚向南拍摄的。远处可以看到直径93公里(58英里)的哥白尼陨石坑。几串小陨石坑清晰可见。这些陨石坑朝向哥白尼,是哥白尼形成时物质喷出产生的次级陨石坑。在前景中,皮西亚斯陨石坑的直径为20公里(12.4英里)。这张照片是阿波罗17号机组人员在1972年拍摄的。影像学分:月球与行星研究所。

大量证据表明,月球是火星大小的原行星忒伊亚和年轻的地球碰撞的产物,后者是由剩余碎片云的引力崩溃形成的。因此,月球的整体化学成分与地球非常相似。

然而,仔细观察月球的化学成分,这个故事就变得模糊了。

例如,相对于地球,月球高地的岩石含有更少量的含金属矿物。

如果地球在撞击前已经完全分化为地核、地幔和地壳,月球基本上没有金属,这一发现就可以得到解释。但是转到月球的玛丽亚,金属丰度变得比地球上的许多岩石都要丰富。

这种差异困扰着行星科学家,导致了许多关于撞击的原行星在多大程度上促成了这种差异的问题和假设。

在这项新的研究中,南加州大学的研究员埃桑·赫基和他的同事们发现了一个奇怪的模式,可能会得出一个答案。

利用微型射频仪器,他们试图测量堆积在月球北半球陨石坑底部的月壤的介电常数。

他们注意到这个属性随着陨石坑的大小而增加。对于2-5公里(1-3英里)宽的陨石坑,随着陨石坑变大,介电常数稳步增加,但对于5-20公里(3-12英里)宽的陨石坑,其性质保持不变。

“这是一种令人惊讶的关系,我们没有理由相信它会存在,”海格博士说。

这种模式的发现为新的可能性打开了一扇门。因为形成较大陨石坑的流星也会在月球表面下挖得更深,科学家们推断,较大陨石坑中尘埃介电常数的增加可能是流星挖掘地表下的铁和钛氧化物的结果。

如果他们的假设是真的,这将意味着只有月球表面的前几百米缺乏铁和钛的氧化物,但在表面之下,有一个丰富和意想不到的财源不断增加。

将迷你射频的陨石坑底部雷达图像与LRO广角相机、日本辉夜姬任务和美国宇航局月球探勘器飞船的金属氧化物地图进行比较,研究小组发现了它所怀疑的东西。

较大的陨石坑,随着其介电材料的增加,也富含金属,这表明从0.5-2公里(0.3至1英里)的深度挖掘出的铁和钛氧化物比从月球表面下0.2-0.5公里(0.1至0.3英里)的上部挖掘出的更多。

这些结果是在美国宇航局重力恢复和内部实验室(GRAIL)任务的最新证据之后得出的,该证据表明,在月球巨大的南极-艾特肯盆地下方几十到数百公里处存在大量致密物质,这表明致密物质在月球表面下不是均匀分布的。

“通过提高我们对月球表面下实际有多少金属的理解,科学家可以限制关于它是如何形成的、它是如何进化的以及它如何有助于维持地球上的可居住性的模糊性,”Heggy博士说。

“仅我们的太阳系就有200多个卫星& # 8212;了解这些卫星在它们围绕的行星的形成和演化中发挥的关键作用,可以让我们更深入地了解地球之外的生命条件可能是如何以及在哪里形成的,以及它可能是什么样子。”

这项研究发表在《地球和行星科学快报》杂志上。

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E.Heggy等人,2020年。月球陨石坑底部浮土微粒的整体成分:LRO/微型射频的初步研究。地球和行星科学快报541:116274;doi: 10.1016/j.epsl.2020.116274


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