月球最大陨石坑形成新解!NASA登月计划因此迎重大利好

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月球南极-艾特肯盆地作为月球最大、最古老的陨石坑,其形成方式一直存在误解。最新研究发现小行星撞击方向并非此前认为的南方,这一修正让NASA2027年阿尔忒弥斯任务的着陆点成为研究黄金区域,带你了解月球演化

  月球南极-艾特肯盆地作为月球最大、最古老的陨石坑,其形成方式一直存在误解。最新研究发现小行星撞击方向并非此前认为的南方,这一修正让NASA2027年阿尔忒弥斯任务的着陆点成为研究黄金区域,带你了解月球演化的关键线索。

  一项新研究表明,月球上最大、最古老的陨石坑,其形成方式与我们最初的推测不符。该发现显示,月球表面的某个特定区域可能比我们想象的更具科学研究价值,这对美国国家航空航天局(NASA)即将开展的阿尔忒弥斯任务意义重大——该任务计划最早于2027年将宇航员送往这片新发现的重要区域着陆。

  月球形成于约44.6亿年前。当时,一颗与火星大小相当的远古原行星“忒伊亚”与地球相撞,产生的大量碎片云逐渐聚合,形成了这颗围绕地球运行的大型球形卫星。在随后约2亿年里,由于地球引力的挤压作用,月球表面被一片炽热的岩浆海洋覆盖。但随着月球与地球距离逐渐变远,熔融的岩石最终冷却结晶,形成了外层岩石地壳。此后,除了不断受到太空岩石的撞击,这片地壳基本保持不变。

  大约在43亿年前,月球冷却后不久,一颗直径比导致恐龙灭绝的小行星大10倍以上的小行星,撞击了如今月球永久背对地球的远侧,形成了南极-艾特肯(SPA)盆地。这个巨大的撞击坑直径约2500千米,深度可达8千米。研究人员认为,这次剧烈撞击可能将岩浆海洋时期残留的放射性物质混合物“钾、稀土元素和磷”(简称KREEP,因钾的化学符号为K而得名)喷射出来。

  科学界认为,KREEP形成于月球冷却的最后阶段。当时,放射性元素在月球新形成的地幔与地壳之间的区域积聚。深入研究这些元素,有助于解开月球演化这一时期的多个谜题,例如为何月球远侧的地壳比我们能看到的近侧地壳更厚。

  在此之前,研究人员一直认为,南极-艾特肯盆地是小行星从月球南方撞击形成的,撞击会使KREEP层散布在陨石坑的北缘。然而,10月8日发表在《自然》杂志上的一项新研究发现,撞击实际来自北方,这意味着产生的KREEP物质会附着在陨石坑的南缘——而这里正是载人阿尔忒弥斯三号任务计划的着陆点。

  该研究的主要作者、亚利桑那大学行星科学家杰弗里·安德鲁斯-汉纳在一份声明中表示:“这意味着阿尔忒弥斯任务将在盆地的‘下射程边缘’着陆,这里是研究月球上最大、最古老撞击盆地的最佳位置。”他补充道,“月球内部深处的物质大部分应该堆积在这里。”

  研究人员将南极-艾特肯盆地的形状与太阳系其他撞击坑(包括火星的赫拉斯盆地和冥王星的斯普特尼克盆地)进行对比后,对该盆地的真实成因产生了怀疑。这三个陨石坑的形状相似,都有一个圆形的末端和一个更尖的末端,看起来像牛油果或泪珠。这些陨石坑较尖的一端很可能标志着撞击方向,这让研究人员得以推测出撞击南极-艾特肯盆地的小行星的运动方向。

  随后,研究团队分析了NASA“月球勘探者号”探测器的数据,进一步证实了这一猜测。该探测器于1998年至1999年环绕月球运行,期间测量了月球表面元素的放射性。分析结果显示,在南极-艾特肯盆地的西南边缘,钍(一种放射性元素,也是KREEP的关键组成部分)的浓度较高。

  阿尔忒弥斯三号任务旨在实现1972年以来人类首次重返月球,目前计划于2027年年中执行,此前将先完成阿尔忒弥斯二号任务(预计在2026年4月底前某个时间发射)。阿尔忒弥斯二号将搭载载人航天器环绕月球飞行,与2022年底成功绕月飞行的无人阿尔忒弥斯一号航天器任务类似。

  根据NASA的计划,阿尔忒弥斯三号的宇航员将在月球南极附近的9个潜在着陆点之一着陆,其中大部分着陆点位于南极-艾特肯盆地周围的KREEP物质分布区域。如果能在正确的地点着陆,研究团队将有机会采集到珍贵的KREEP样本。

  不过,阿尔忒弥斯三号的实际发射时间仍存在不确定性。

  阿尔忒弥斯二号和三号任务已多次推迟。此外,2026年NASA预算提案中大幅削减经费的计划,让一些专家预测任务可能会进一步推迟,而这或许会让中国在重返月球的竞争中占据优势。

  中国已通过2024年6月的嫦娥六号探测器,从南极-艾特肯盆地采集到了月球远侧的首批样本,并带回地球。尽管中国已向多个国家分享了这些珍贵的月球岩石样本,但NASA目前尚未获得分析这些样本的许可。

  月球陨石坑的新发现为人类探索月球历史提供了关键方向,NASA的登月任务也因此有了更明确的科学目标。你认为此次任务最有可能解开月球的哪个未解之谜?是地壳厚度差异还是KREEP物质的起源?

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