編譯：徐銳
圖片來源：David Gannon/AFP via Getty
印度「月船3號」探測器首次測量了月球南極附近土壤的成分。它發現的礦物質進一步證明，月球表面在其形成後不久就完全熔化了，並形成一片巖漿海洋。相關研究8月21日發表於【自然】。
「月船3號」於2023年7月14日發射升空，其「維克拉姆」著陸器於8月23日成功在月球南極著陸。「維克拉姆」著陸器高約2米、重約1700公斤，攜帶了一輛26公斤的月球車——Pragyan。
Pragyan在10天內收集了從溫度到地震的相關測量數據，還研究了月球風化層（覆蓋大部份月球表面的精細物質）的化學成分。月球車透過部署Alpha粒子X射線光譜儀（APXS），在月球表面不同位置進行了23次探測。
印度物理研究實驗室X射線天文學家Santosh Vadawale和同事分析了APXS收集的23個樣本數據，並利用這些資訊確定了月球風化層包含的元素及其相對豐度，從而揭示了月壤的礦物成分。
研究人員發現，所有23個樣本的主要成分都為月球上常見的含鐵斜長巖。
此前的月球著陸器也得到了類似結果，但「月船3號」獲得的是月球極地地區的第一個樣本，而之前著陸器存取的是月球赤道和中緯度地區。總之，這些分析表明，月球風化層的構成分布均勻。Vadawale說，這直接證實了月球表面在形成後是一片熔融的巖漿海洋。
據悉，兩個獨立團隊透過分析美國「阿波羅11號」收集的巖石樣本，於1970年提出了月球存在巖漿海洋的假說。該假說認為，月球早期曾發生過全球性熔融，形成了很深的巖漿海洋。隨著巖漿海洋冷卻，密度較低的含鐵斜長巖浮到月球表面，較重的礦物則下沈形成月幔。而此次探月，「月船3號」的上述發現支持了這一假說。
此外，Vadawale和同事發現，與鈣相比，樣本中鎂的含量更高，表明月球較深部位的鎂鐵質物質已混合到風化層中。研究人員將這歸因於月球南極-艾特肯盆地的形成。該盆地的邊緣距離「月船3號」著陸點350公裏。
「形成如此大的撞擊盆地，會將更深層的物質‘挖’出來。」Vadawale說，因為撞擊物會深入月表以下，致使更深層的富含鎂的物質大範圍散布，略微改變了如今采集樣本的風化層。
但南極-艾特肯盆地似乎主要由輝石組成，與此次樣本數據不太吻合。研究人員表示，要了解這個問題，可能得將樣本帶回地球分析。
相關論文資訊 ：https：//doi.org/10.1038/s41586-024-07870-7
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