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在月球上寻找冰的行动以惊奇告终-月球到底是由什么构成的

雷达显示月球的金属成分比之前想象的要多

一开始是为了寻找潜伏在极地月球陨石坑里的冰,后来变成了一项意想不到的发现,这可能有助于澄清月球形成的一些模糊历史。

美国宇航局的月球勘测轨道飞行器(LRO)上的微型无线电频率(Mini-RF)仪器的成员发现了新的证据,表明月球的地下可能比研究人员想象的含有更多的金属,比如铁和钛。这一发现发表在7月1日的《地球和行星科学快报》(Earth and Planetary Science Letters)上,可能有助于更清楚地了解地球和月球之间的联系。

月球勘测轨道飞行器的任务和它的雷达仪器继续给我们带来关于地球最近邻居的起源和复杂性的新见解。Wes Patterson说,他是马里兰州劳雷尔市约翰霍普金斯应用物理实验室(APL)的迷你射频首席研究员,也是这项研究的共同作者。

大量证据表明,月球是火星大小的原行星和年轻的地球碰撞的产物,形成于残留的碎片云的引力坍缩。因此,月球的主要化学成分与地球极为相似。

然而,仔细观察月球的化学成分,这个故事就变得模糊起来。例如,在被称为月球高地的月球表面明亮的平原上,岩石中含有的含金属矿物比地球少。如果地球在撞击前已经完全分化为地核、地幔和地壳,使得月球大部分缺乏金属元素,这一发现或许可以得到解释。但去找月亮的玛利亚吧。广阔而黑暗的平原;金属含量比地球上许多岩石都要丰富。

这种差异让科学家们感到困惑,导致了许多问题和假设,关于撞击原行星在多大程度上造成了这种差异。迷你rf小组发现了一种奇怪的模式,可能会找到答案。

研究人员试图用迷你rf来测量月球北半球陨石坑地面上堆积的月球土壤中的电学特性。这种电学性质被称为介电常数,这是一个比较物质和空间真空传输电场的相对能力的数字,可以帮助定位隐藏在火山口阴影中的冰。然而,研究小组注意到这种特性随着陨石坑的大小而增加。

对于大约1到3英里(2到5公里)宽的陨石坑,材料的介电常数随着陨石坑的增大而稳定增加,但对于3到12英里(5到20公里)宽的陨石坑,介电常数保持不变。

这是一种令人惊讶的关系,我们没有理由相信它会存在。来自洛杉矶南加州大学的迷你rf实验的合作者和发表论文的第一作者Essam Heggy说。

这种模式的发现为一种新的可能性打开了一扇门。由于形成更大陨石坑的流星也会在月球的地下挖得更深,因此研究小组推断,更大陨石坑内尘埃介电常数的增加可能是流星挖掘了埋藏在月球表面下的铁和钛氧化物的结果。介电特性与这些金属矿物的浓度直接相关。

如果他们的假设是正确的,那就意味着在月球表面最初几百米的地方很少有铁和钛的氧化物,但在月球表面之下,那里蕴藏着丰富的、意想不到的富矿。

通过将微型射频雷达拍摄的陨石坑底部的雷达图像与月球勘测轨道飞行器(LRO)广角相机、日本的“月亮女神”(Kaguya)任务以及美国宇航局(nasa)的月球勘探者(Lunar Prospector)探测器拍摄的金属氧化物地图进行对比,研究小组发现了与之前猜测完全一致的结果。更大的陨石坑,增加介电材料,也丰富的金属,这表明更多的铁和钛的氧化物被挖掘的深度0.3 - 1英里(0.5到2公里)从0.1到0.3英里(0.2到0.5公里)的月球地下。

这个来自迷你rf的令人兴奋的结果表明,即使在月球上运行了11年之后,我们仍然对我们最近的邻居——月球的古代历史有了新的发现。美国宇航局戈达德太空飞行中心的LRO项目科学家诺亚·彼得罗说。迷你rf数据对于告诉我们月球表面的特性是非常有价值的,但是我们用这些数据来推断45亿年前发生了什么!

这些结果是根据美国宇航局重力恢复和内部实验室(GRAIL)任务的最新证据得出的,该任务表明,在月球巨大的南极——艾特肯盆地地下几十到几百公里处存在着大量致密物质,这表明致密物质并非均匀分布在月球的地下。

团队强调,这项新研究不能;t直接回答的问题Moon’年代形成,但它确实减少不确定性的分布在月球地下铁和钛的氧化物和提供关键证据需要更好地理解Moon’年代形成和地球的连接。

这确实提出了一个问题:这对我们之前的形成假设意味着什么?Heggy说。

为了急于发现更多,研究人员已经开始检查月球南半球的陨石坑底部,看看那里是否存在同样的趋势。

LRO由位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心管理,隶属于位于华盛顿的NASA总部的科学任务理事会。迷你rf由APL、海军空战中心、桑迪亚国家实验室、雷声公司和诺斯罗普·格鲁曼公司领导的团队设计、制造和测试。

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