此次研究仿真了南極—艾特肯盆地的撞擊過程，結果表明撞擊會(hui) 在月幔中產(chan) 生一個(ge) 熱幔柱，熱幔柱把深部放射性元素帶到了月殼和月表。值得一提的是，該仿真遍曆了產(chan) 生南極—艾特肯盆地的各種直接撞擊和掠射撞擊，發現不管何種撞擊，產(chan) 生幔柱的區域和方向結果都一樣：隻在朝向地球的月球正麵方向發生。

　　自阿波羅時代起，科學家就知道月球有兩(liang) 麵：一麵正對著地球，另一麵始終背對地球，麵向地球的一麵較為(wei) 平坦，背向地球的一麵則凹凸不平，遍布成千上萬(wan) 的撞擊坑。

　　月球兩(liang) 麵為(wei) 何如此不同是月球眾(zhong) 多謎團之一。

　　近日，科學家對月球的兩(liang) 副“麵孔”提出了一種全新的解釋：數十億(yi) 年前，形成月球背麵南極—艾特肯盆地（SPA）的巨大撞擊，產(chan) 生了足以傳(chuan) 遍整個(ge) 月球的巨大熱量，促成了月幔物質的熔化，其中的稀土（REE）和放射性生熱元素釷（Th）、鉀（K）、磷（P）等被攜帶到與(yu) 撞擊區域對稱的月麵，形成了克裏普（KREEP）岩，分布在月球正麵風暴洋及其周圍。放射性生熱元素的集中產(chan) 生了月球表麵的熔岩流，最終形成月球正麵的火山平原。相關(guan) 研究結果發表在《科學進展》雜誌上。

　　中國科學院國家天文台研究員平勁鬆向科技日報記者表示，新研究對揭示月球兩(liang) 麵的成因給出了較有說服力的分析。

　　月麵KREEP岩與(yu) 月背的一個(ge) 盆地有關(guan)

　　KREEP岩是科學家關(guan) 注的焦點之一，被認為(wei) 是月球火山活動持續億(yi) 萬(wan) 年之久的原因。KREEP岩因富含鉀（K）、稀土（REE）、磷（P）等不相容元素而得名，還包括鈾（U）、釷（Th）等放射性生熱元素，為(wei) 月球持續的火山活動提供熱源。

　　中國地質大學（武漢）行星科學研究所教授肖龍對記者表示，已有研究表明KREEP岩與(yu) 鈦鐵礦都是岩漿洋固結過程中的末期產(chan) 物，部分KREEP岩可能與(yu) 鈦鐵礦混合在一起，分布在殼幔邊界，在月殼固結之後形成。

　　平勁鬆介紹，KREEP岩最早發現於(yu) 阿波羅-12樣品，後來幾乎在所有返月樣品中都發現了其碎片，它們(men) 存在於(yu) 月球正麵岩漿岩區域。同時，1994年美國克萊門汀探測器發現月球正麵存在一個(ge) 被稱為(wei) 風暴洋克裏普地體(ti) 的成分異常區域。

　　主流假說認為(wei) ，月球最年輕的玄武岩（火山活動的產(chan) 物）主要填充於(yu) 月球正麵的風暴洋克裏普地體(ti) 。但KREEP岩放射性生熱導致月球最年輕火山活動的假說，尚未得到驗證。

　　KREEP岩為(wei) 何集中在月球正麵的風暴洋？新研究提供了一個(ge) 解釋，它與(yu) 月球背麵的SPA有關(guan) 。

　　SPA是月球上最大、最深和最古老的撞擊盆地，直徑約2500公裏，深度6—8公裏，被認為(wei) 是最有可能暴露出月球深部物質的區域。

　　平勁鬆表示，新研究仿真了SPA的撞擊過程，結果表明撞擊會(hui) 在月幔中產(chan) 生一個(ge) 熱幔柱，熱幔柱把深部放射性元素帶到了月殼和月表。值得一提的是，該仿真遍曆了產(chan) 生SPA的各種直接撞擊和掠射撞擊，發現不管何種撞擊，產(chan) 生幔柱的區域和方向結果都一樣：隻在朝向地球的月球正麵方向發生。

　　談及這個(ge) 過程的內(nei) 部熱量動力機製，肖龍表示，月球南部SPA遭受撞擊後，大量的熱量迅速向北傳(chuan) 遞，SPA下部核幔邊界的溫度超過1800℃。在溫差的驅動下，月幔物質從(cong) 高溫區域流向低溫區域。低黏度的鈦鐵礦層在此作用下被推向風暴洋及周圍區域。鈦鐵礦層具有更高的密度，在重力作用下，大部分鈦鐵礦層緩慢下沉至核幔邊界。由於(yu) 基數大，風暴洋及周圍區域仍會(hui) 保留可觀的鈦鐵礦及KREEP物質。

　　平勁鬆補充道，形成SPA的巨大撞擊，產(chan) 生了足以傳(chuan) 遍整個(ge) 月球（從(cong) 月核幔傳(chuan) 向月殼）的熱能和動能，促成了月幔物質的熔化。通過月幔翻轉過程，促使月球正麵形成富含鈦鐵礦和KREEP岩的月幔源區，並把月球內(nei) 部的物質如稀土和放射性生熱元素借助火成過程集中攜帶到撞擊區域月麵對稱的近地側(ce) ，產(chan) 生我們(men) 所看到的月球表麵的熔岩流，從(cong) 而使得月球正反麵物質呈現不對稱性分布。

　　KREEP岩富集於(yu) 風暴洋有三種解釋模型

　　KREEP岩為(wei) 何集中於(yu) 風暴洋及其周圍？肖龍介紹，目前有3種可能的模型，分別是SPA撞擊模型、風暴洋撞擊模型以及內(nei) 生模型。不過，目前還沒有哪個(ge) 模型得到廣泛認可。

　　SPA撞擊模型作為(wei) 月球風暴洋克裏普地體(ti) 形成的模型之一，為(wei) 認識風暴洋克裏普地體(ti) 的形成提供了一個(ge) 思路。肖龍同時指出，SPA撞擊模型的成立，除了需要解釋KREEP岩的分布之外，還需要解釋風暴洋克裏普地體(ti) 的其他特征，比如較薄的月殼（小於(yu) 30千米）和巨型的線性構造等。

　　據了解，目前並沒有相關(guan) 研究支持SPA撞擊事件可以減薄風暴洋克裏普地體(ti) 的月殼厚度或者產(chan) 生巨型線性構造的假說。

　　由於(yu) SPA撞擊事件與(yu) 風暴洋克裏普地體(ti) 的相關(guan) 性，肖龍指出，對SPA的采樣返回也許能驗證該模型。此外，如果能確定SPA的撞擊時間，結合當時的月球內(nei) 部結構和地溫梯度，可以極大地改進SPA撞擊模型，獲得更為(wei) 可靠的結果。

　　值得一提的是，風暴洋撞擊模型既可以解釋月殼的減薄，也能解釋KREEP岩的重新分布，因此得到了大量研究人員的支持。不過，肖龍表示，如果存在風暴洋撞擊事件，由於(yu) 其產(chan) 物被後期撞擊作用所覆蓋，所以很難被證實。

　　在解釋巨型線性構造方麵，國外研究人員通過“聖杯號”月球探測器的重力數據，觀察到了包圍風暴洋克裏普地體(ti) 的巨型線性伸展構造，進而提出風暴洋克裏普地體(ti) 形成的內(nei) 生模型。該模型認為(wei) 並不需要額外的撞擊事件就能產(chan) 生風暴洋克裏普地體(ti) 。肖龍表示，要驗證該模型，可能還需要對風暴洋克裏普地體(ti) 進行更高分辨率的重力模擬。

　　月球兩(liang) 麵在很多方麵都存在二分性

　　千百年來月球隻有一麵朝向地球，另一麵始終背對地球。這是人類探月的重要發現之一。更為(wei) 神奇的是，月球麵對和背對地球的兩(liang) 麵，有很大不同，這就是所謂的月球二分性。

　　已有研究發現，“月球除了形貌、地質和化學元素存在二分性外，在重力、磁、熱等特性上也都存在二分性，產(chan) 生機理多不相同。”平勁鬆說。

　　月球並不是一個(ge) 密度平均的天體(ti) ，科學家發現，月球體(ti) 內(nei) 存在不少“質量瘤”，其分布規律呈現二分性。平勁鬆解釋，月球正麵月海地區下方存在高密度物質，形成許多重力高於(yu) 周邊的巨大“質量瘤”，而“質量瘤”在月球的背麵要少一些，而且也小得多。平勁鬆指出，月球正麵“質量瘤”偏多偏重，導致月球的質量中心與(yu) 形狀中心不重合，前者比後者更靠近地球方向約2公裏，引起的力矩潮汐作用鎖定月球自轉與(yu) 繞地球公轉手性一致、周期相同，使得月球一麵長期麵對地球、另一麵長期背對地球。

　　據報道，目前月球磁場的強度不足地球磁場的千分之一。平勁鬆指出，月球形成與(yu) 演化曆史上是否存在強磁場還頗具爭(zheng) 議，但是月球表麵的磁場也存在正麵弱且少，背麵稍強且分布範圍廣的二分特性。

　　近年來，小天體(ti) 、微流星撞擊威脅地球的話題並不鮮見，其實它們(men) 撞擊月球正麵和背麵的概率也不相同。“相比之下，月球背麵遭到威脅的概率更高一些。”平勁鬆說，部分原因是，地球對於(yu) 來自空間的小天體(ti) 、微流星的引力更大，幫助月球正麵規避了一部分撞擊。

　　我國科學家發現，在接收太陽光照上，月球正麵也比背麵高幾個(ge) 百分點，使得正麵的風化程度比背麵略強，淺表層也略熱一些。

　　“我國探月工程采用返回探測和未來月麵科考站計劃等方式，必將更加清晰地揭開月球二分性謎團。”平勁鬆說。

　　唐 芳