印度Chandrayaan-3任务的数据显示，月球曾被“单一岩浆海洋”覆盖
新旧月球样本成分的相似性表明，在月球历史的早期，岩浆海洋覆盖了月球（图片来源：uux.cn美国国家航空航天局/戈达德太空飞行中心）
（神秘的地球uux.cn）据《对话》（Joshua Snape）：印度最近的Chandrayaan-3任务的数据支持了熔融岩石海洋曾经覆盖月球的观点。来自该任务的科学家在《自然》杂志上发表了他们的新发现。
2023年8月23日，一个名为维克拉姆的着陆器成功着陆在月球表面。然后，控制器部署了一辆名为Pragyan的漫游车，该漫游车被装载在Vikram上，以探索着陆点。
维克拉姆着陆的位置比以前任何其他登陆艇都更靠南。它让科学家们对尚未采样的月球地质有了更深入的了解。
Pragyan的测量发现，着陆器周围的月球土壤（或风化层）中化学元素的特定混合相对均匀。这种风化层主要由一种名为铁斜长岩的白色岩石组成。
科学家们表示，月球南极风化层的化学成分介于月球赤道地区两个地点的样本之间：1972年美国阿波罗16号航班上宇航员收集的样本，以及同年苏联执行的机器人月球20号任务返回地球的样本。
尽管这些样本来自月球上非常遥远的地理位置，但它们的化学成分具有广泛的相似性，这支持了在月球历史早期有一个岩浆海洋覆盖月球的观点。
Pragyan的测量结果与美国阿波罗16号任务的样本相似。（图片来源：uux.cn美国国家航空航天局）
月球被认为是在一颗火星大小的行星与地球相撞时形成的，喷出的岩石随后聚集成我们星球上唯一的卫星。月球岩浆海洋被认为从形成到数千万或数亿年后一直存在。
岩浆海洋的冷却和结晶最终形成了构成月球地壳的铁岩斜长岩。
轨道测量
从地质学上讲，月球高地被认为部分代表了古代月球地壳。月船3号、阿波罗16号和月球20号都降落在高地地区，可以进行比较。因此，它提供了一个机会来检验月球被全球液态岩石海洋覆盖的理论的预测，即月球岩浆海洋（LMO）模型。
作者强调了他们的测量结果如何显示月球车运行的几十米范围内月球表面成分的均匀性。
这样的“地面实况”测量对于解释轨道航天器的观测结果至关重要。例如，作者将这些结果与印度前两次月球任务“月船1号”和“月船2号”的数据进行了比较，这两次任务都是从轨道上测量月球表面的。
这些早期航天器测量值与Pragyan漫游车测量值之间的一致性为轨道数据集提供了新的信心。轨道数据表明，该地区的月球表面在几公里范围内的化学成分是均匀的。
月球的近侧（左）和远侧（右）有很多不同。（图片来源：uux.cn美国国家航空航天局/戈达德太空飞行中心科学可视化工作室）
在解释月球陨石时，这些测量也是非常宝贵的。这些是当太空岩石与月球碰撞时从月球表面喷射到太空中的岩石样本。
这些岩石碎片稍后可能会进入地球大气层，有些甚至会撞击地面。这些代表了奇妙的样本，因为它们从月球不同部位抛出的随机性意味着我们收到了以前任务没有访问过的区域的样本。
然而，正是由于这种随机采样模式，很难知道它们来自月球的哪个地方，这使得我们无法将它们放在适当的背景下。因此，Pragyan漫游车的测量结果帮助我们建立了月球不同区域的图像，以及我们的陨石样本是如何比较的。
近端和远端
月球岩浆海洋模型是在阿波罗11号任务返回样本后首次构想出来的。该任务降落在一个以深色玄武岩为主的地区（想想冰岛或夏威夷火山产生的物质）。然而，当时的研究人员注意到，阿波罗11号的土壤中也含有富含钙长石的白色岩石碎片，这种矿物被命名为铁酸钙长石。
这一观察结果表明，白色岩石代表了原始古代月球地壳的微小碎片。随着岩浆海洋的冷却，橄榄石和辉石等密度较高的矿物下沉形成了一个更深的地幔层，而铁岩斜长岩——密度低于周围的岩浆——漂浮形成了月球的第一个地壳。
自从最初的月球岩浆海洋模型被提出以来，人们提出了各种建议，以更普遍地解释月球样本和月球地质观测的额外复杂性，例如，月球近侧地壳似乎比远侧地壳薄得多。
同样，目前还不清楚为什么近侧经历了如此多的火山活动，导致它被广阔的深色玄武质岩石平原所主导，而远侧似乎包含更多的铁安斜长岩。
为了解决这些问题，研究人员开发了详细的模型来解释月球地壳是如何形成的，后来又被火山爆发和撞击坑所改变。一些模型预测了月球地壳的多层结构，其中铁岩斜长岩位于顶部，富镁岩位于底部。
有趣的是，这项研究中测量的成分与被认为构成古代月球地壳的原始铁斜长岩的预期不同。相反，它含有更多的镁。
这一观察表明，月球地壳中某些矿物质的浓度高于原始月球岩浆海洋模型所建议的浓度。作者认为，他们的测量结果可能代表了构成古代月球地壳的铁岩斜长岩的混合成分，以及来自富含镁的岩石下层的物质。
在月球撞击坑期间，这些不同的材料层会因材料的挖掘而混合在一起。特别是，月船3号着陆点可能被所谓的“南极-艾特肯”撞击盆地喷出的约1.5-2公里的岩石覆盖，该盆地是月球历史早期一次巨大撞击事件造成的直径2500公里的地表凹陷。
后来的撞击坑事件将进一步混合和分布这种物质，从而产生本研究中Chandrayaan-3任务测量的化学特征。
这篇经过编辑的文章是在知识共享许可下从对话中重新发布的。
