嫦娥六号样本揭秘:月球背面为何比正面冷100摄氏度?

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月球作为地球最近的宇宙邻居,藏着许多太阳系历史的线索。杨利教授团队通过研究嫦娥六号带回的月球土壤样本,有了重大发现:月球背面内部可能比正面更冷。这一100摄氏度的温差源于何处?它又能否改写月球起源

  月球作为地球最近的宇宙邻居,藏着许多太阳系历史的线索。杨利教授团队通过研究嫦娥六号带回的月球土壤样本,有了重大发现:月球背面内部可能比正面更冷。这一100摄氏度的温差源于何处?它又能否改写月球起源理论?看懂这些,就能走近月球的"双面秘密"。

  我们对宇宙已经有了不少了解。比如黑洞的大致质量、光年之外行星的大气状况,以及天王星的"泄漏"情况。

  但有一个离我们很近的天体,我们对它的了解却远远不够——那就是月球。

  长期以来,科学家们认为,这颗地球的近邻身上藏着整个太阳系历史的线索。

  北京北京大学的地球科学家杨利(Yang Li)教授就是其中一位研究者,他同时也是伦敦大学学院的荣誉教授。

  他的团队发现,月球神秘的"背面"内部温度可能比始终朝向地球的"正面"更低。

  这项发表在《自然·地球科学》期刊上的研究,分析了中国嫦娥六号月球探测器去年6月带回的月球土壤样本。

  该探测器在南极-艾特肯盆地进行了钻探取样,这个直径约2575千米的撞击坑,是太阳系历史上形成的最大撞击坑之一。

  杨利教授的团队对其中一份样本进行了研究,发现这种形成于28亿年前的土壤,源自地下熔岩。

  让杨利教授感到意外的是,这份300克重的样本形成时的温度为1100摄氏度,比月球正面样本的形成温度低约100摄氏度。

  杨利教授在接受《都市报》(Metro)采访时表示:"研究月球背面不仅仅是出于好奇。"

  "它可能藏着地球-月球系统早期历史以及行星地壳形成的线索。"

  如果你在一个月内持续观察月球,会发现始终只能看到它的一面——"正面",这是因为月球与地球处于潮汐锁定状态,始终以同一半球朝向地球。

  天文学家将我们看不到的那一面称为"背面"。有些人也称之为"暗面",这并非因为它缺乏阳光照射,而是因为它一直笼罩在神秘之中。

  杨利教授表示,月球的两面看起来差异巨大:"简单来说,月球正面覆盖着大片由古老火山喷发形成的黑暗平原——月海。"

  "与之相反,月球背面则以明亮、崎岖的高地为主,火山平原的数量要少得多。"

  月球为何会呈现"双面"特征,是关于这颗地球卫星尚未解决的"最重要问题之一"。

  然而,观测月球背面——更不用说登陆那里——面临着一个简单却棘手的问题。

  杨利教授解释道:"我们无法从地球上直接观测到月球背面,除非有卫星作为中继站,否则也无法直接发送信号。"

  正因如此,估算古老岩石形成时的温度对科学家来说意义重大。他们现在了解到,月球背面的地幔(位于地壳和地核之间的圈层)温度更低。

  杨利教授表示:"由于月球背面的玄武岩火山活动要少得多,人们普遍认为,背面更厚的地壳阻止了岩浆到达地表——前提是我们假设月球两面深处形成的岩浆成分相同。"

  "我们的研究表明,月球背面内部实际上温度更低,因此其内部产生热量的元素(如铀、钍和钾)含量必然更少,这些元素通过衰变产生热量。"

  有研究认为,这一现象的成因是一颗小行星撞击了月球,导致月球内部物质发生晃动,并将温度较高的元素推向了月球正面。

  这一发现还改变了人们对"克里普岩"(KREEP)的认知,克里普岩是月球岩浆海冷却后留下的化学残留物。

  科学家此前认为,克里普岩仅存在于月球表面,但这项研究表明,它也存在于月球内部,并且分布并不均匀。

  杨利教授表示:"这一新发现也有助于我们完善月球起源理论,进而加深对地球起源的理解。"

  关于地球为何会有这样一颗巨大的白色岩石卫星环绕,不同研究者有不同的看法。

  最广为人知的理论——常被称为"大碰撞说"——认为,约45亿年前,一颗与火星大小相当的早期行星"忒伊亚"(Theia)与地球发生了碰撞。碰撞产生的部分碎片聚集在一起,形成了月球。

  另一种理论认为,在太阳系早期,地球可能拥有两颗温度不同的小型卫星(或称"子卫星"),后来这两颗卫星发生碰撞,合并成了现在的月球。

  杨利教授表示:"因此,我们的研究结果让我们更接近区分这些理论的真相。"

  "如果月球在形成初期内部物质分布均匀,那么这种物质重新分布的过程,必然发生在克里普岩层仍处于熔融状态的特定时期。"

  每当杨利教授夜晚抬头看到天空中那轮皎洁的明月时,这些思考就会浮现在他的脑海中。

  但他希望,有朝一日,能有人从月球上回望地球。

  他说:"月球背面处于'无线电静默'状态,不会受到地球无线电信号的干扰,因此是开展天文学研究的理想地点,比如可以在这里建造低频射电望远镜,用于研究早期宇宙。"

  嫦娥六号样本的研究为月球双面差异提供了关键线索,也让月球起源理论有了新的探讨方向。关于月球内部更多元素的分布情况,以及早期太阳系的碰撞细节,仍有待进一步探索。若获一次深空实验名额,你选黑洞、系外行星还是早期宇宙?为什么?

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