月球上的金屬比我們想象的更多

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月球上有著比我們所想象的更多的金屬?一張基于NASA月球勘測(cè)軌道飛行器數(shù)據(jù)的月球近側(cè)的圖片。(圖片：NASA/GSFC/亞利桑那州立大學(xué))?

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地球的衛(wèi)星比科學(xué)家們所想象的更具“金屬感”。NASA高效的月球勘測(cè)軌道飛行器（LRO）發(fā)現(xiàn)了豐富的鐵和鈦氧化物在月球表面下存在的證據(jù)，這也許會(huì)展現(xiàn)出與地球早期歷史的緊密聯(lián)系?？茖W(xué)家們已經(jīng)對(duì)關(guān)于月球是如何形成的問(wèn)題爭(zhēng)論了數(shù)十年。其中最主要的理論認(rèn)為，曾經(jīng)一個(gè)近火星大小的小行星與地球在數(shù)十億年前相撞，造成巨大的沖擊與碎裂，并炸掀了地球原始表面的一部分進(jìn)入太空。

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這些碎片圍繞地球周?chē)纬森h(huán)帶；如今我們所看到的月亮便是這些殘骸環(huán)帶由于其自身的重力而緩慢坍縮的結(jié)果。然而，月球的化學(xué)組分并沒(méi)有對(duì)這個(gè)理論顯示出充分明朗的證據(jù)。那些從地球上看來(lái)在月球表面清晰可見(jiàn)的明亮區(qū)域的高地，擁有著與我們的星球相比更小組分的攜帶有金屬礦物的巖石。顯然如果地球早期已經(jīng)分層，更重的重金屬沉下至地核的話，這樣是說(shuō)得通的—除非月球的更深暗處與地球的巖石在同一時(shí)期形成并且甚至含有更加豐富的金屬含量。月球勘測(cè)軌道飛行器的新發(fā)現(xiàn)可以解釋這個(gè)差異。

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這個(gè)新研究基于一個(gè)被稱(chēng)為微型射頻裝置（Mini-RF）的設(shè)備，它是一個(gè)被設(shè)計(jì)用來(lái)繪制月球表面地況的雷達(dá)探測(cè)器，用于尋找冰態(tài)水和測(cè)試通訊設(shè)備。這個(gè)器械為了其介電常數(shù)的電氣性質(zhì)搜查了月球北半球的地況。這個(gè)常數(shù)是一種衡量物質(zhì)在真空中傳輸電場(chǎng)能力的常量。電場(chǎng)的傳輸對(duì)于在火山口和環(huán)形山的陰影處冰態(tài)水的發(fā)現(xiàn)十分有用，這些地方可以保護(hù)其免受來(lái)自太陽(yáng)的高溫。

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但它也同時(shí)可以認(rèn)定那些更多的諸如鐵和鈦氧化物等金屬暴露于地表的地區(qū)。同時(shí)科學(xué)家們還注意到了介電常數(shù)隨著環(huán)形山的大小而增加，但只局限于一個(gè)特定的點(diǎn)。直徑介于1到3英里（2至5千米）的環(huán)形山顯示介電常數(shù)隨其大小的增加而穩(wěn)定上升。然而，對(duì)于直徑介于3到12英里（5至20千米）寬的環(huán)形山，介電常數(shù)保持穩(wěn)定。

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這項(xiàng)新研究的第一作者并且還是洛杉磯南加州大學(xué)的迷你射頻實(shí)驗(yàn)的合作研究者埃薩姆·赫格在NASA上表述：“我們沒(méi)有理由去相信月球上的金屬比我們想象中的多，這太不可思議了”

團(tuán)隊(duì)的理論是，月球表面最初的幾百英尺（或米）很少有這種氧化物，但在更深處有豐富的金屬來(lái)源。于是，當(dāng)流星撞擊月球表面刮走上層時(shí)，金屬就暴露出來(lái)了。這種理論也可以解釋為什么月球高地的金屬含量較低，而靠近月球地下的較暗較低平原的金屬含量較高。 ? ? ? ?

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? ?為了檢測(cè)他們的研究，研究人員將迷你RF的隕石坑地面雷達(dá)圖像與一系列任務(wù)產(chǎn)生的金屬氧化物地圖進(jìn)行比較，這些任務(wù)包括：LRO廣角照相機(jī)，日本的月球和工程探測(cè)者（SELENE）任務(wù)（也稱(chēng)kayuga）和美國(guó)宇航局的月球探測(cè)者宇宙飛船。SELENE和月球探測(cè)者號(hào)已經(jīng)不再工作，但他們的檔案數(shù)據(jù)仍然存在。

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根據(jù)NASA的說(shuō)法，這些觀察結(jié)果表明，更大的隕石坑確實(shí)含有更多的金屬，這些研究者相信支持了他們關(guān)于流星挖掘出埋藏金屬沉淀物的假設(shè)。

在2019年根據(jù)NASA的重力恢復(fù)和內(nèi)部實(shí)驗(yàn)室（GRAIL）任務(wù)報(bào)告了一個(gè)令人困惑的現(xiàn)象，這結(jié)果更加有趣。對(duì)月球的重力測(cè)量表明，在月球的南極——艾特肯盆地下面幾十到幾百英里（或幾公里）有大量的致密物質(zhì)。GRAIL的結(jié)果加上LRO的新發(fā)現(xiàn)，表明金屬可能集中在月球的某些區(qū)域。

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LRO的結(jié)果是很好的了解月球是怎樣行成的一小步，因?yàn)橛^測(cè)顯示鐵和鈦的氧化物是如何分布在月球的北半球下面的。接下來(lái)，研究人員將觀察南半球的隕石坑底部，看看哪里有多少金屬。

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相關(guān)知識(shí)

月球是繞地球運(yùn)行的天體并且是地球唯一的天然衛(wèi)星。它是太陽(yáng)系第五大行星，[13]是相對(duì)于它所環(huán)繞的行星(它的主衛(wèi)星)而言最大的行星衛(wèi)星。這顆衛(wèi)星的密度僅次于木星的木衛(wèi)一，是太陽(yáng)系中已知的第二大衛(wèi)星

月球被認(rèn)為是在45.1億年前行成的，在地球行成之后不久。最廣為接受的解釋是，月球是由地球和一個(gè)假想的火星大小的天體忒亞(Theia)發(fā)生巨大碰撞后遺留下來(lái)的碎片形成的。盡管沒(méi)有否定忒亞假說(shuō)，但對(duì)月球巖石的最新研究表明，月球可能比之前認(rèn)為的更古老。

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作者：Elizabeth Howell?

FY：Astronomical volunteer team

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