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月球上的金属比我们想象的更多

月球上有着比我们所想象的更多的金属一张基于NASA月球勘测轨道飞行器数据的月球近侧的图片。(图片：NASA/GSFC/亚利桑那州立大学)

地球的卫星比科学家们所想象的更具“金属感”。NASA高效的月球勘测轨道飞行器（LRO）发现了丰富的铁和钛氧化物在月球表面下存在的证据，这也许会展现出与地球早期历史的紧密联系。科学家们已经对关于月球是如何形成的问题争论了数十年。其中最主要的理论认为，曾经一个近火星大小的小行星与地球在数十亿年前相撞，造成巨大的冲击与碎裂，并炸掀了地球原始表面的一部分进入太空。

这些碎片围绕地球周围形成环带；如今我们所看到的月亮便是这些残骸环带由于其自身的重力而缓慢坍缩的结果。然而，月球的化学组分并没有对这个理论显示出充分明朗的证据。那些从地球上看来在月球表面清晰可见的明亮区域的高地，拥有着与我们的星球相比更小组分的携带有金属矿物的岩石。显然如果地球早期已经分层，更重的重金属沉下至地核的话，这样是说得通的—除非月球的更深暗处与地球的岩石在同一时期形成并且甚至含有更加丰富的金属含量。月球勘测轨道飞行器的新发现可以解释这个差异。

这个新研究基于一个被称为微型射频装置（Mini-RF）的设备，它是一个被设计用来绘制月球表面地况的雷达探测器，用于寻找冰态水和测试通讯设备。这个器械为了其介电常数的电气性质搜查了月球北半球的地况。这个常数是一种衡量物质在真空中传输电场能力的常量。电场的传输对于在火山口和环形山的阴影处冰态水的发现十分有用，这些地方可以保护其免受来自太阳的高温。

但它也同时可以认定那些更多的诸如铁和钛氧化物等金属暴露于地表的地区。同时科学家们还注意到了介电常数随着环形山的大小而增加，但只局限于一个特定的点。直径介于1到3英里（2至5千米）的环形山显示介电常数随其大小的增加而稳定上升。然而，对于直径介于3到12英里（5至20千米）宽的环形山，介电常数保持稳定。

这项新研究的第一作者并且还是洛杉矶南加州大学的迷你射频实验的合作研究者埃萨姆·赫格在NASA上表述：“我们没有理由去相信月球上的金属比我们想象中的多，这太不可思议了”

团队的理论是，月球表面最初的几百英尺（或米）很少有这种氧化物，但在更深处有丰富的金属来源。于是，当流星撞击月球表面刮走上层时，金属就暴露出来了。这种理论也可以解释为什么月球高地的金属含量较低，而靠近月球地下的较暗较低平原的金属含量较高。

为了检测他们的研究，研究人员将迷你RF的陨石坑地面雷达图像与一系列任务产生的金属氧化物地图进行比较，这些任务包括：LRO广角照相机，日本的月球和工程探测者（SELENE）任务（也称kayuga）和美国宇航局的月球探测者宇宙飞船。SELENE和月球探测者号已经不再工作，但他们的档案数据仍然存在。

根据NASA的说法，这些观察结果表明，更大的陨石坑确实含有更多的金属，这些研究者相信支持了他们关于流星挖掘出埋藏金属沉淀物的假设。

在年根据NASA的重力恢复和内部实验室（GRAIL）任务报告了一个令人困惑的现象，这结果更加有趣。对月球的重力测量表明，在月球的南极——艾特肯盆地下面几十到几百英里（或几公里）有大量的致密物质。GRAIL的结果加上LRO的新发现，表明金属可能集中在月球的某些区域。

LRO的结果是很好的了解月球是怎样形成的一小步，因为观测显示铁和钛的氧化物是如何分布在月球的北半球下面的。接下来，研究人员将观察南半球的陨石坑底部，看看哪里有多少金属。

相关知识

月球是绕地球运行的天体并且是地球唯一的天然卫星。它是太阳系第五大行星，[13]是相对于它所环绕的行星(它的主卫星)而言最大的行星卫星。这颗卫星的密度仅次于木星的木卫一，是太阳系中已知的第二大卫星

月球被认为是在45.1亿年前形成的，在地球形成之后不久。最广为接受的解释是，月球是由地球和一个假想的火星大小的天体忒亚(Theia)发生巨大碰撞后遗留下来的碎片形成的。尽管没有否定忒亚假说，但对月球岩石的最新研究表明，月球可能比之前认为的更古老。

作者：ElizabethHowell

FY：Astronomicalvolunteerteam

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