月球正面和背面两个半球的差异是怎么造成的?

时间:2019-08-15 来源: 佛学

几十年来,科学家一直对月球背面的陨石坑与陨石坑和面向地球的开放盆地之间的巨大差异感到困惑。现在,关于月球外壳的新证据表明,这种差异是由早期太阳系中自由矮行星与月球之间的碰撞引起的。

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关于这项新研究的报告于2019年5月20日在AGU《地球物理研究-行星》上发表。月亮的两个面孔之谜始于阿波罗时代,当我第一次看到月亮的背面时,我发现了一个惊人的区别。早在2012年,重力恢复和内部实验室(GRAIL)任务就完成了月球结构的测量。

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它包含有关月球结构的更多细节,包括月球外壳如何变厚以及月球背面的一层材料。有许多想法用来试图解释月球的不对称性。首先,有两颗绕地球轨道运行的自然卫星,它们在月球形成的早期阶段合并在一起。另一种观点是,一个巨大的天体,可能是一颗年轻的矮行星,在太阳轨道上运行,导致它与月球相撞。这项新研究的主要作者,澳门科技大学空间科学研究所的朱华说:影响巨大的想法发生的时间晚于合并月球的想法,它形成了月球上的坚固外壳。之后。

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(插图)月亮的地形(A),地壳厚度(B)和痰的分布在月球的近侧和远侧显着不同。黑色虚线分别代表Imbrium(Im),Orientale(Or)和Apollo(Ap)盆地的边界。图片:JGR:行星/朱等人。 2019/AGU

在今天的月球地壳结构中应该可以看到这种类型的影响。 GRAIL获得的详细重力数据为我们了解月球表面下地壳结构提供了新的视角。 GRAIL的新发现为研究团队提供了一个更清晰的目标,即使用计算机模拟来测试不同的早期月球撞击情景。作者对月球的巨大影响进行了360次计算机模拟,以确定数百万年前的这种撞击事件是否能够重现GRAIL今天发现的月球外壳。据发现,今天月球最合适的不对称性是一个大型天体,直径约480英里(780公里),以14,000英里(22,500公里)的速度撞击月球。

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这相当于一个比矮星球谷小一点的天体,这个星球大约是流星鹅卵石和沙子在地球大气层中燃烧成“流星”的速度的四分之一。影响组合的另一个很好的匹配是直径略小于450英里(720公里),物体以每小时15,000英里(24,500公里)的速度击中。在这两种情况下,模型显示撞击产生的大量物质落回月球表面,将原始地壳埋在月球背面3至6英里(5至10公里)的碎片中,这是GRAIL探测器。在月球背面检测到额外的外壳层。新的研究表明,撞击器不太可能成为地球的第二颗卫星。

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(图解)模拟了一个冲击直径为780 km(铁芯直径为200 km)和14,000 mph(22,500 km/h)冲击速度的盆地的过程。图片:JGR:行星/朱等人。 2019/AGU。

无论撞击者(小行星或矮行星)是什么,当它遇到月球时,它很可能在太阳周围的轨道上。巨大的撞击模型也很好地解释了地球和稀土元素的月球表面之间无法解释的差异,如钾,磷和钨-182。这些因素可能来自巨大的影响。月亮形成后,影响会给月亮添加这种物质。该模型可以在月球起源的巨大影响情景中解释这种同位素异常。这项新研究不仅为有关月球的持续问题提供了答案,而且为我们了解太阳系中其他不对称行星(如火星)的结构提供了线索。

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