月球南极隐藏着巨大而神秘的东西

阿波罗 11 号发射已经 50 年了，但我们对月球的了解仍然非常匮乏。我们只是触及了月球表面，确切地说，只是触及了表面。 《地球物理研究快报》最近发表的一篇论文概述了在月球上最大的陨石坑下方数百英里处发现的一块巨大（真正巨大的）物质。科学家们不知道它是什么以及它是如何到达那里的。

“起初我们真的不相信，”普渡大学地球物理学家、新研究的合著者 H. Jay Melosh 说。“其他一些月球盆地已知存在质量异常”，比如 1968 年在阿波罗计划之前的月球轨道飞行器任务中首次发现的盆地。“但南极-艾特肯盆地从未被发现过这种质量异常。”

南极-艾特肯盆地是太阳系中已知最大的陨石坑所在地。它位于月球的背面，宽 1200 多英里，深数英里，据信已有 40 亿年历史，这就是为什么你在月球观测中从未发现过它的原因。陨石坑下方的未知物质被认为位于地下 370 多英里处，大约是夏威夷大岛的五倍大。

尽管我们无法看到它，也没有实际的方法直接研究月球表面之下的东西，但我们知道它潜伏在那里，这要归功于引力。穿越太空的行星和卫星不会产生均匀的引力场。它会根据整个物体的质量分布而波动。

我们可以通过让卫星飞过月球表面来测量月球的重力场。质量越大，引力越大，航天器就会加速飞向月球表面。相反，当卫星飞过质量较轻的区域时，其高度就会反弹。将所有飞行数据汇总在一起，就可以绘制出月球重力场的地图，并指出哪些部分的质量比其他部分大。

对于月球正面的我们来说，这很容易做到，但从历史上看，我们无法与月球背面的任何物体进行通信。NASA 通过重力恢复和内部实验室任务（GRAIL）解决了这个问题。他们在 2011 年和 2012 年发射了两艘月球轨道器，并花了一年时间通过测量两艘航天器绕月飞行时距离的变化来收集重力场和地质数据。在当时，这是一项精度极高的调查。

这项新研究的几位作者都是 GRAIL 团队的成员，他们对深入研究研究期间测量到的重力异常很感兴趣。其中一些人专门研究了表明重力异常来自南极-艾特肯盆地的数据。当他们将这些测量结果与月球勘测轨道器获得的月球地形数据相结合时，该团队意识到地表深处隐藏着一些奇怪的东西。

根据当时已知的情况，该地区被认为处于地壳均衡状态。“我们认为它不太可能支持任何类型的重力异常。然而，分析结果一直显示重力过剩。”数据还表明，它不可能靠近地表——它必须位于地下深处——而且重量足以将盆地压低半英里以上。

早期有一种理论认为，这一异常是由致密的晶体构成的，但目前还没有很好的方法来解释这些晶体是如何形成的。“我们当中没有人特别相信这一点，”梅洛什说。“这实际上是一种临时解释。”

研究人员支持的主要解释是，该物质由很久以前撞击月球的抛射物核心的金属（可能是铁镍）组成，而抛射物实际上正是在那时形成了陨石坑。研究人员不太愿意接受这种解释，因为它似乎更令人难以置信，但梅洛什认为，随着时间的推移，这种理论变得越来越有力。

总的来说，这一发现对我们进一步了解月球地质的持续努力造成了阻碍。目前有一些模型表明，月球内部仍然足够温暖，可以促进地幔对流，而这种热量使月球内部得以移动。如果我们将我们对地球上这一过程的了解应用到月球上，那么就意味着这个异常物质应该已经深深地沉入月球核心并与之融合。然而，它显然仍处于悬浮状态，因此科学家们现在只能试图弄清楚这些模型是否准确，或者我们是否还有其他原因。

“像这样的致密异常应该已经下沉并融入月球核心，”梅洛什说。它仍然存在的事实可能告诉我们，月球比我们曾经想象的更坚硬、更寒冷。梅洛什建议我们需要修改我们的模型，使其能够解释更坚固的月球，而不是更熔融的月球。

然而，重写和运行这些类型的计算非常耗时，目前还不清楚我们是否能很快解决这个谜团。我们不太可能获得比 GRAIL 所取得的更好的重力场评估，但“我们能做的，”Melosh 说，“是通过地震来定位它，这也是人们讨论过但从未实施过的地震网络的另一个原因。”他提到的建议是在月球周围建立新的地震仪，以收集任何地震活动的数据。这些数据可用于更详细地了解月球内部，包括南极-艾特肯盆地下方的质量是由什么构成的。“通过这种方式，我们将对月球有更多的了解。”