大約45億年前，一顆小行星撞上了年輕的地球，將熔巖拋入太空。慢慢地，碎片融合、冷卻、凝固，形成了月球。據(jù)發(fā)表于8日《自然·地球科學(xué)》雜志的一項(xiàng)新研究，美國亞利桑那大學(xué)研究人員將對(duì)月球重力場的分析與其最早的演化模型結(jié)合起來，講述了月球從原始巖漿海洋凝固后發(fā)生內(nèi)翻的故事，解決了圍繞月球“不平衡”地質(zhì)的長期難題。這些發(fā)現(xiàn)對(duì)月球內(nèi)部演化提供了重要見解，也為地球或火星等行星的演化提供了參考。
月球形成時(shí)速度極快且環(huán)境炎熱，它很可能被巖漿海洋所覆蓋。當(dāng)熔巖逐漸冷卻凝固時(shí)，形成了月球的地幔和滿月時(shí)人們所看到的明亮地殼。但在表面更深的地方，月亮卻嚴(yán)重失衡。模型表明，巖漿海洋的最后殘?jiān)Y(jié)晶成了致密礦物，包括鈦鐵礦。
研究人員解釋說，由于這些重礦物比下面的地幔密度高，所以產(chǎn)生了重力不穩(wěn)定。不知何故，在接下來數(shù)千年里，這些致密物質(zhì)沉入了內(nèi)部，與地幔混合，融化后又返回月球地表，也就是人們今天觀察到的富鈦熔巖。
那么，在月球地幔的重力翻轉(zhuǎn)過程中，鈦鐵礦是一點(diǎn)一點(diǎn)地沉沒，還是在月球完全凝固后一下子就沉沒了？是在全月球范圍內(nèi)沉入內(nèi)陸，然后在近側(cè)上升，還是先遷移到近側(cè)然后下沉？
新研究中，研究人員將富含鈦鐵礦的下沉層模擬與美國國家航空航天局（NASA）的GRAIL（重力恢復(fù)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室）任務(wù)探測(cè)到的一系列線性重力異常進(jìn)行了比較。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，GRAIL任務(wù)測(cè)量的重力特征與鈦鐵礦層模擬結(jié)果一致。正如GRAIL所揭示的，鈦鐵礦物質(zhì)遷移到月球的近側(cè)，并以片狀瀑布的形式沉入月球內(nèi)部，留下了導(dǎo)致月球重力場異常的痕跡。
研究團(tuán)隊(duì)的觀察還給出了這次事件的時(shí)間：鈦鐵礦層在42.2億年前沉沒。
研究人員表示，這是首次有了展示月球演化關(guān)鍵階段的實(shí)物證據(jù)。模型和數(shù)據(jù)正確地結(jié)合在一起，揭示了關(guān)于月球地幔重力翻轉(zhuǎn)的秘密。
大約45億年前，一顆小行星撞上了年輕的地球，將熔巖拋入太空。慢慢地，碎片融合、冷卻、凝固，形成了月球。據(jù)發(fā)表于8日《自然·地球科學(xué)》雜志的一項(xiàng)新研究，美國亞利桑那大學(xué)研究人員將對(duì)月球重力場的分析與其最早的演化模型結(jié)合起來，講述了月球從原始巖漿海洋凝固后發(fā)生內(nèi)翻的故事，解決了圍繞月球“不平衡”地質(zhì)的長期難題。這些發(fā)現(xiàn)對(duì)月球內(nèi)部演化提供了重要見解，也為地球或火星等行星的演化提供了參考。
月球形成時(shí)速度極快且環(huán)境炎熱，它很可能被巖漿海洋所覆蓋。當(dāng)熔巖逐漸冷卻凝固時(shí)，形成了月球的地幔和滿月時(shí)人們所看到的明亮地殼。但在表面更深的地方，月亮卻嚴(yán)重失衡。模型表明，巖漿海洋的最后殘?jiān)Y(jié)晶成了致密礦物，包括鈦鐵礦。
研究人員解釋說，由于這些重礦物比下面的地幔密度高，所以產(chǎn)生了重力不穩(wěn)定。不知何故，在接下來數(shù)千年里，這些致密物質(zhì)沉入了內(nèi)部，與地幔混合，融化后又返回月球地表，也就是人們今天觀察到的富鈦熔巖。
那么，在月球地幔的重力翻轉(zhuǎn)過程中，鈦鐵礦是一點(diǎn)一點(diǎn)地沉沒，還是在月球完全凝固后一下子就沉沒了？是在全月球范圍內(nèi)沉入內(nèi)陸，然后在近側(cè)上升，還是先遷移到近側(cè)然后下沉？
新研究中，研究人員將富含鈦鐵礦的下沉層模擬與美國國家航空航天局（NASA）的GRAIL（重力恢復(fù)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室）任務(wù)探測(cè)到的一系列線性重力異常進(jìn)行了比較。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，GRAIL任務(wù)測(cè)量的重力特征與鈦鐵礦層模擬結(jié)果一致。正如GRAIL所揭示的，鈦鐵礦物質(zhì)遷移到月球的近側(cè)，并以片狀瀑布的形式沉入月球內(nèi)部，留下了導(dǎo)致月球重力場異常的痕跡。
研究團(tuán)隊(duì)的觀察還給出了這次事件的時(shí)間：鈦鐵礦層在42.2億年前沉沒。
研究人員表示，這是首次有了展示月球演化關(guān)鍵階段的實(shí)物證據(jù)。模型和數(shù)據(jù)正確地結(jié)合在一起，揭示了關(guān)于月球地幔重力翻轉(zhuǎn)的秘密。
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