月球地幔之谜可能揭示宜居行星的演化吗？

　　根据一对新的研究论文，月球复杂的地质历史可以作为了解宇宙中其他岩石世界的指针，包括那些可能适合居住的世界。

　　美国宇航局支持的研究基于该机构长期运行的月球勘测轨道飞行器（LRO） 的数据——它在过去的十几年里一直在以高分辨率绘制月球地图——以及来自退休的美国宇航局月球勘探者和印度月船一号航天器任务的旧数据。

　　新研究的结果表明，随着小行星和彗星在亿万年间撞击月球表面，月球地幔的碎片——也就是可见地壳下方的内部层——是如何被炸到表面的。

　　虽然月球本身并不适合居住，但它确实有一个和地球一样的地幔。因此，科学家们使用月球作为代理，以更好地了解岩石行星的总体演化，即使是那些我们只能在尖端望远镜中作为光点瞥见的光年之外的潜在宜居行星。

　　寻找月球地幔很复杂，使用三组数据整合了理论、建模和地幔物质可能位置的新地图：Chandrayaan-1的月球矿物学地图显示矿物成分和丰度，月球勘探者对月球上元素的观察来自 LRO 的表面、图像和地形。

　　“更详细地了解这些 地幔]过程将对重要的后续问题产生影响。”两篇论文的主要作者、美国宇航局位于马里兰州戈达德太空飞行中心的美国宇航局博士后项目研究员丹尼尔莫里亚蒂在一份声明中说。

　　Moriarty 补充说：“解决的问题可能包括——这种早期的加热如何影响行星的水和大气气体的分布？水会留在周围，还是全部蒸发掉？对早期宜居性和生命起源有什么影响？”

　　了解月球地幔的来源不仅具有科学价值，而且或许还有探索价值。最近，美国宇航局一直在将其工作转向包括更多的月球探索——包括商业月球有效载荷服务 （CLPS） 计划下的一系列机器人。

　　美国宇航局表示，其中一些机器人的任务是最终捡起月球表面的月球地幔碎片返回地球，以通过近距离研究月球样本来了解月球的历史。如果在技术开发和预算方面一切按计划进行，人类可能会在 2020 年代中期根据阿尔忒弥斯计划执行登陆任务，尽管这还不确定。

　　Artemis的目标是在月球南极的撞击坑周围进行月球探索，这就是新结果的来源。这些研究将重点放在一个 1,600 英里（2,600 公里）的名为 South Pole-Aitken 的地区的奇怪放射性特征上盆地。美国宇航局表示，该盆地是一个巨大的撞击坑，是寻找挖掘出的月幔并对其形成方式进行理论分析的主要区域。

　　人们认为岩石行星通过吸积而生长，因为较小的尘埃颗粒和岩石在它们相互的引力下聚集在一起。各种碰撞产生大量热量，放射性元素在自然衰变时释放热量。在最大的岩石物体中，例如行星或较大的卫星，会释放足够的热量以形成岩浆海洋。

　　然而，该理论缺乏一些细节，包括岩浆海洋在冷却时如何变化，以及这些海洋中的矿物质何时以及如何结晶。这些过程很重要，因为它们表明地幔岩石的组成以及您可能会在岩石世界表面的何处找到它们。

　　例如，在南极，该团队的工作表明，放射性异常的成分与他们所说的“淤泥”或当岩浆海洋完成冷却和结晶时在地幔最上部形成的物质一致。此前，科学家们认为所谓的污泥——包括铁和钛铁矿（或钛矿）等岩石的致密组合——会下沉到更轻的地壳下方，无法进行地表勘探。

　　“最重要的是，月球地幔的演化比原先想象的要复杂。”莫里亚蒂说。“一些较早结晶和下沉的矿物比较晚结晶和下沉的矿物密度小。这导致不稳定的情况，地幔底部附近的轻物质试图上升，而靠近顶部的较重物质下降。这个过程称为‘重力翻转‘，并没有以整齐有序的方式进行，而是变得凌乱，留下了许多混合和意想不到的落后者。”