天文學家證實月球擁有固體內核並搞清為什麼其表面富含鐵質
研究人員發現月球有一個固體內核,並解釋了月球表面富含鐵質的原因。在”阿波羅11 號”為首次月球探測鋪平道路半個世紀後,一個科學家小組揭開了月球內部結構的部分謎團:月球和地球一樣有一個堅固的內核。除這一發現外,他們還提出了解釋月殼中富含鐵物質的證據。
藝術家對月球內部的印象。從表面到中心:薄薄的地殼、非常厚的地幔、地核-地幔邊界的低粘度區、流體外核和固體內核。圖片來源: Géoazur/Nicolas Sarter
研究小組成員包括來自法國國家科學研究中心、蔚藍海岸大學、蔚藍海岸天文台、索邦大學和巴黎天文台-PSL 的研究人員,他們的研究成果最近發表在《自然》雜誌上。
儘管月球的形成和演化仍有爭議,但其內部深層結構的性質現在已經有了定論。在首次登月太空任務五十多年後的今天,人們已經沒有任何懷疑的餘地:月球和地球一樣,有一個由流體外核包圍的固體內核。在法國國家科學研究中心(CNRS)、蔚藍海岸大學(Université Côte d’Azur)、蔚藍海岸天文台(Côte d’Azur Observatory)、索邦大學(Sorbonne Université)和巴黎天文台(Paris Observatory-PSL)的科學家們的努力下,這一假設現已得到證實。
在確定流體外核約二十年後,研究小組發現了一個直徑約500 千米的固體內核,約佔月球總體積的15%。它由一種密度接近鐵的金屬構成。通過各種方法,特別是與月球自轉有關的方法,已經能夠清楚地識別流體外核。然而,固體內核由於體積小,仍然無法探測到。現在,利用各種太空任務和月球激光測距的數據已經證明了它的存在。
除這一重大發現外,科學家們發現的各種證據似乎也支持月球演化過程中地幔(介於地核和地殼之間的中間層)內物質運動的假設。這就是所謂的月幔翻轉,它有助於解釋月球表面富含鐵元素的原因。
這個過程是如何發生的呢?物質可能上升到地表,產生火山岩沉積在月殼中。隨後,與周圍地殼物質相比密度過大的物質又下沉到地核-地幔邊界。
這些見解大大有助於我們了解太陽系的歷史和某些現象,如月球磁場的消失。月球磁場最初比地球目前的磁場強一百倍,但現在幾乎不存在了。