[圖文]月球發現迄今最深最大隕石坑:深度超八公里
這是南極-艾托肯盆地東部區域的一個立體圖,它包括「阿波羅」盆地,該圖是利用日本的「月亮女神」號飛船獲得的數據製成的。這張偽彩色圖的紅色區指的是高地,藍色區域代表的是海拔最低的地方。虛線圓弧代表的是「阿波羅」盆地的主要部分和內環。虛線代表的是地形剖面所在處。
這是利用日本「月亮女神」號飛船獲得的數據製成的從南極-艾托肯盆地邊緣處到「阿波羅」盆地的海拔曲線圖。圖1標出了起點和終點。
利用印度月船1號上攜帶的「月球礦物質繪圖儀」拍到的三張「阿波羅」盆地圖。右側的偽彩色圖顯示的是混合物成分;藍色代表含鐵較少的月表;其他顏色代表含鐵量更多的礦物。
據物理學家組織網報道,月球形成後不久,一顆小行星在月球南半球與其相撞,形成一個巨大的隕石坑,它就是目前的南極-艾托肯盆地(SPA),這個盆地的直徑大約是1500英里(2414.01公里),深度超過5英里(8.05公里)。
小行星撞月球並不罕見
馬里蘭州美國宇航局戈達德太空飛行中心的諾亞·佩特羅說:「這是月球上最大、最深的隕石坑,它是一個可以吞沒從美國東海岸到德克薩斯州這片廣大地區的『深淵』。」這次撞擊穿透了月殼表層,激起的物質散佈到整個月球,並飛入太空。撞擊產生的巨大熱量還使部分隕石坑底部發生熔化,變成熔融岩石的海洋。
不過這只是個開頭,數十億年間小行星不斷轟擊月球,在它表面留下大大小小的很多隕石坑,這些隕石坑裡填滿了固體熔岩、碎石和塵埃。現在很難看到月球的原始地表或外殼,要想看一看它的深層月殼更加困難。不過幸運的是,位於南極-艾托肯盆地邊緣的一個隕石坑,可能給人們提供了觀看月球深處的機會。這個隕石坑被稱作「阿波羅」盆地(Apollo Basin),它是在稍後一顆更小的小行星撞擊月球的過程中形成的,直徑大約是300英里(482.80公里)。
藉以研究早期月球史
佩特羅說:「這就如同進入地下室,在地下室再挖一個更深的洞。我們認為『阿波羅』盆地的中部可能會曝露出月球的更深層。如果這一猜測是正確的,這將是月球上為數不多的幾個可以看到月殼深處的地方,因為它不像其他隕石坑一樣,沒被火山物質覆蓋。就如同地質學家通過分析峽谷或者路基的岩層橫截面,就能再現地球史一樣,我們可以通過研究『阿波羅』盆地將要揭露的一些秘密,開始瞭解早期月球史。」
3月4日,佩特羅在德克薩斯州舉行的月球與行星科學大會上,詳細介紹了這項研究成果。佩特羅和他的科研組利用印度月船1號攜帶的美國儀器「月球礦物質繪圖儀(M3)」有了這一發現。對該儀器拍到的圖片進行光譜分析發現,「阿波羅」盆地內部的部分區域擁有與南極-艾托肯盆地非常類似的成分。
月球更深處的礦物包含的鐵元素更多。當月球剛剛形成時,它的大部分都處於熔融狀態。包含鐵等更重元素的礦物沉到核子裡,包含硅、鉀和鈉等較輕元素的礦物質浮到月球表面,形成最初的月殼。
風化層形成的原因
佩特羅說:「形成南極-艾托肯盆地的小行星可能撞穿了月殼,進入月幔上層。熔融物質變硬形成南極-艾托肯盆地的中心地面,這種物質可能是由不同月層混合形成的物質。也許我們會看到,這裡所含的鐵元素稍微比『阿波羅』盆地底部更多一些,因為這裡位於月球更深處。這是我們通過『月球礦物質繪圖儀』發現的結果。然而我們還看到,『阿波羅』盆地的這個區域擁有的鐵元素,比周圍的月球高地所含的鐵元素更多,這說明『阿波羅』盆地沒被在月表和南極-艾托肯盆地等最深的隕石坑裡看到的月殼層物質覆蓋。」
據佩特羅介紹,「阿波羅」盆地裡暴露出來的月球更深層,之所以在南極-艾托肯盆地形成之後仍繼續存在,可能是因為它位於南極-艾托肯盆地的邊緣,距離撞擊發生的地點有數百英里之遙。據估計,南極-艾托肯盆地和「阿波羅」盆地都是最為古老的月球隕石坑,因為有大量更小的隕石坑分層散落在它們上面。
隨著時間推移,老隕石坑被新隕石坑掩蓋,計算隕石坑數量可以估算出一個隕石坑的相對年齡:一個隕石坑上面分佈很多隕石坑,這說明它比那些內部填充物更少,上面分佈的隕石坑更少的隕石坑的年齡更大,隕石坑在形成過程中,會使月殼變碎,形成風化層。風化層是一層由碎小的岩石和塵埃形成的物質層,它跟地球上的土層非常相像。
宇宙中撞擊事件很普遍
儘管「阿波羅」盆地非常古老,被風化層覆蓋,但是我們通過它,仍能非常清楚地觀測到月殼的下層,這是因為產生大部分風化層的較小隕石撞擊,並沒使物質分散到很遠的地方。佩特羅說:「對風化層形成的原因進行推斷顯示,至少50%的風化層來源於當地。因此,雖然我們通過『月球礦物質繪圖儀』看到的很多東西都已經變成碎末,但是其中大部分仍代表著月球更下層物質。」
地球好像也沒倖免遭小行星撞擊的命運。水星和火星等太陽系裡其他世界上的大型隕石坑,說明太空中的這種隕石雨現象非常普遍。然而在地球上發生的這種事件,早已被地質運動等清除了痕跡。板塊構造使地殼不斷更新,風化和雨水侵蝕導致遠古隕石坑消失。佩特羅說:「『阿波羅』盆地和南極-艾托肯盆地為我們瞭解最早的月球史開啟了一扇門,月球為我們瞭解非常活躍的青春期地球打開了一扇窗。」