長期以來，科學家一直認為南極-艾特肯盆地是由淺角度撞擊形成的，但新的研究表明並非如此。一項利用美國國家航空暨太空總署（NASA）月球勘測軌道器數據進行的研究發現了更直接撞擊的證據，撞擊形成的隕石坑更圓，月球深處的物質分佈得更均勻。

下圖所示同一地形模型的近景。 這是一個基於真實世界資料的合成視圖，稱為”彩色陰影”，即高程資料經過顏色編碼（藍色為低，紅色為高），並覆蓋在一個從右側人工照射的表面上。 由於月球兩極周圍的照明條件非常具有挑戰性，總是會造成很長的陰影，因此這種合成視圖非常適合用來表達月球表面的形狀。 此視圖的底邊寬約700 千米，沿著南極艾特肯盆地的南緣望去，白色箭頭標示了一些可能是盆地邊緣殘餘的地塊。 其中一些山丘高出周圍環境10 多公里，超過了地球上最高的山脈。 白色虛線橢圓勾勒出阿耳忒彌斯探索區，該區域包含美國太空總署目前考慮的所有候選地點，用於未來載人著陸，將第一位女性和第一位有色人種送上月球。 圖片來源：馬裡蘭大學漢內斯-伯恩哈德特

這項發現可能會對美國太空總署的阿耳特彌斯（Artemis）任務產生重大影響，因為太空人可能會接觸到地函材料，而這些材料可能會揭示月球起源和早期太陽系的秘密。

南極-艾特肯盆地是月球上已知最大、最古老的隕石坑，是可追溯到40 億年前的巨大撞擊點。 這個古老的地質疤痕就像一個時間膠囊，保存著月球早期歷史的線索。

多年來，科學家一直認為這個盆地的形狀像一個橢圓或橢圓形，這表明它是由一個物體以一個淺角度撞擊月球而形成的，就像石頭在水面上跳躍一樣。 根據這個理論，只有極少的撞擊碎片會擴散到月球南極，也就是NASA即將進行的Artemis任務的計畫著陸點。

然而，馬裡蘭大學領導的一項發表在《地球與行星科學通訊》上的新研究對這一觀點提出了質疑。 研究表明，撞擊要比之前想像的更直接，形成的隕石坑也更圓。 這項發現重塑了我們對月球形成的認識，並可能對美國太空總署未來的任務產生重大影響。

「由於南極-艾特肯盆地非常巨大，對其進行整體研究具有挑戰性，這也是科學家們仍在努力了解其形狀和大小的原因。 此外，自盆地最初形成以來已經過去了40 億年，許多其他撞擊掩蓋了它的原始面貌，”該研究的第一作者、UMD 地質系助理研究科學家Hannes Bernhardt 解釋說。 “我們的工作挑戰了關於這一巨大撞擊是如何發生和分佈物質的許多現有觀點，但我們現在離更好地了解月球的早期歷史和隨時間演變又近了一步。”

根據美國國家航空暨太空總署月球勘測軌道器和日本宇宙航空研究開發機構”輝夜姬”號收集的數據，使用從紫色（低）到紅色（高）的顏色標度製作的月球地形模型。 這是一個全球視圖，顯示了月球上最大、最古老的撞擊坑–南極-艾特肯盆地（SPA）的全貌。 為便於了解地理背景，字母標註了其附近的其他大隕石坑： K – 科羅廖夫，A – 阿波羅，I – 英吉利海，O – 東方海，Po – 波恩卡萊，P – 普朗克，S – 薛定諤，MR – 門德爾-雷德貝格。 三角形標示的是SPA 周圍的山丘。 根據它們的形態和位置，這些地塊被分為不太可能或可能是SPA 環結構的殘餘物（分別為黑色和白色），以及相對完整的外環（紫色）或內環（粉紅色）部分。圖片來源：馬裡蘭大學漢內斯-伯恩哈特（Hannes Bernhardt）。

伯恩哈德特和他的團隊利用美國太空總署月球勘測軌道器提供的高解析度數據，開發出一種創新方法來了解南極-艾特肯盆地的複雜結構。 他們確定並分析了散佈在盆地周圍的200 多座山體，研究團隊懷疑這些地質特徵是原始撞擊的古老遺跡。 從這些山形地形的分佈和形狀來看，研究團隊意識到，撞擊應該形成了一個更圓形的隕石坑，大量行星形成物質從這個隕石坑散佈到月球表面，包括南極地區。

伯恩哈特說：”一個更圓、更圓的形狀表明，一個物體以一個更垂直的角度撞擊月球表面，可能類似於把一塊石頭直接扔到地面上。這種圓形撞擊意味著，撞擊產生的碎片在其周圍的分佈比最初想像的更加均勻，這意味著阿耳特彌斯號宇航員或南極地區的機器人可能能夠仔細研究來自岩石地幔或這些地殼的月球

這些月球岩石可以提供有關月球化學成分的重要信息，並有助於驗證有關月球可能是如何由地球和另一個行星大小的天體之間的大規模碰撞產生的理論。 最近，印度的月船3 號漫遊車探測到了表明來自南極附近地函的撞擊碎片的礦物質，這支持了UMD 團隊的理論，即更垂直的撞擊形成了一個圓形盆地，這是在該區域噴射此類物質所必需的。

伯恩哈德認為，他的團隊的研究為未來的月球任務提供了關鍵訊息，幫助任務規劃人員和太空人確定要探索的區域以及可能遇到的物質。 富含來自下地殼和上地函物質的厚層可以為了解月球複雜的地質歷史提供前所未有的途徑，不僅有可能揭示月球的形成，還有可能揭示塑造太陽系的變革事件。

伯恩哈德說：”我們的研究最令人興奮的意義之一是，它如何適用於月球及其他地區的任務。探索月球南極的宇航員可能會更容易獲得古老的月球材料，這些材料可以幫助我們了解月球和太陽係是如何形成的。”

編譯自/ ScitechDaily