月球上有巨大的熔岩海洋，印度着陆器的新数据表明

印度近期数据Chandrayaan-3任务支持曾经被熔岩海洋覆盖的观点月亮.来自该任务的科学家发表了他们的新发现在日记中自然界.

2023年8月23日，一架名为维克拉姆的着陆器成功降落在月球表面。然后，管制员部署了一个名为Pragyan的漫游车，该漫游车已被存放在Vikram上，以探索登陆点.

维克拉姆着陆的地方比以前在月球上的任何其他登陆艇都更南。它让科学家们深入了解了尚未取样的月球地质。

Pragyan的测量发现，着陆器周围的月球土壤（或风化层）中的特定化学元素混合物相对均匀。这个风化层主要由一种称为铁斜长石.

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：美国宇航员收集的样本1972年阿波罗16号飞行，以及那些通过机器人Luna-20任务返回地球的人，该任务于同年由苏联飞行。

尽管所有这些样本的化学成分都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，这支持了这样一个观点，即在月球历史的早期，一个单一的岩浆海洋就覆盖了月球。

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，喷射出岩石，随后合并形成我们星球上唯一的卫星。月球岩浆海洋被认为从其形成到数千万年或数亿年后就已经存在。

这片岩浆海洋的冷却和结晶最终导致了构成月球地壳的铁质斜长石岩石。

轨道测量

从地质学上讲，月球高地被认为部分代表了古老的月球地壳。Chandrayaan-3、Apollo 16 和 Luna 20 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测试对月球被全球液态岩石海洋覆盖的理论的预测 - 被称为月球岩浆海洋（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内月球表面成分的均匀性。

诸如此类的“地面实况”测量对于解释轨道航天器进行的观测至关重要。例如，作者将这些结果与之前两次印度月球任务的数据进行了比较。Chandrayaan-1和-2，两者都是从轨道测量月球表面的。

这些早期的航天器测量结果与Pragyan火星车的测量结果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，该区域的月球表面在几公里的区域内的化学成分是均匀的。

在解释方面，这些测量值也非常宝贵月球陨石.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。

这些岩石碎片后来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，因为它们从月球的不同部分抛出的随机性意味着我们从以前的任务未访问过的地区接收到样本。

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位置，这使我们无法将它们置于适当的环境中。因此，Pragyan火星车的测量结果有助于我们构建月球不同区域的图片，以及我们的陨石样本如何比较。

近侧和远侧

月球岩浆海洋模型最初是在样本返回后首次构思的。阿波罗11号任务.那次任务降落在一个以深色玄武岩为主的地区（想想冰岛或夏威夷的火山产生的物质）。

然而，当时的研究人员注意到，阿波罗11号的土壤中还含有白色岩石的碎片，富含矿物钙铁矿，这种铁矿被命名为铁斜长石。

这一观察结果导致了这样一种观点，即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，密度较大的矿物（如橄榄石和辉石）下沉，形成更深的地幔层，称为地幔，而铁斜长石（比周围的岩浆密度小）漂浮起来，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，已经提出了各种建议，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月球背面的地壳薄得多。

同样，目前尚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岩平原所主导，而远侧似乎包含更多的铁质斜长石。

在试图解决这些问题时，研究人员已经开发了详细的模型来解释月球地壳是如何形成的，后来又被火山喷发和撞击坑所改变。

一些模型预测了月球地壳的多层，顶部是铁质斜长石岩石，下面是更多富含镁的岩石。

有趣的是，这项研究中测量的成分并不是人们所期望的原始铁斜长石，该斜长石被认为是由古代月球地壳组成的。相反，它含有更多的镁。

这一观测结果表明，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暗示的浓度。

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质斜长石岩石的混合成分，以及来自更富含镁的岩石底层的物质。

这些不同的材料层本来是在月球撞击坑期间挖掘材料而混合的。

特别是，Chandrayaan-3着陆点可能会被所谓的喷射岩石覆盖约1.5-2公里“南极-艾特肯”冲击盆地– 直径2,500公里抑郁症在被认为是由月球历史早期的巨大撞击事件形成的表面。

后来的撞击坑事件将进一步混合和分布这些物质，从而产生本研究中Chandrayaan-3任务所测量的那种化学特征。

约书亚·斯内普，英国皇家学会大学地球与环境科学系研究员，University of Manchester

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