印度Chandrayaan-3任務的數據顯示，月球曾被“單一巖漿海洋”覆蓋 _月球

新舊月球樣本成分的相似性表明，在月球歷史的早期，巖漿海洋覆蓋了月球（圖片來源：美國國家航空航天局/戈達德太空飛行中心）
據《對話》（Joshua Snape）：印度最近的Chandrayaan-3任務的數據支持了熔融巖石海洋曾經覆蓋月球的觀點。來自該任務的科學家在《自然》雜志上發表了他們的新發現。
2023年8月23日，一個名為維克拉姆的著陸器成功著陸在月球表面。然后，控制器部署了一輛名為Pragyan的漫游車，該漫游車被裝載在Vikram上，以探索著陸點。
維克拉姆著陸的位置比以前任何其他登陸艇都更靠南。它讓科學家們對尚未采樣的月球地質有了更深入的了解。
Pragyan的測量發現，著陸器周圍的月球土壤（或風化層）中化學元素的特定混合相對均勻。這種風化層主要由一種名為鐵斜長巖的白色巖石組成。
科學家們表示，月球南極風化層的化學成分介于月球赤道地區兩個地點的樣本之間：1972年美國阿波羅16號航班上宇航員收集的樣本，以及同年蘇聯執行的機器人月球20號任務返回地球的樣本。
盡管這些樣本來自月球上非常遙遠的地理位置，但它們的化學成分具有廣泛的相似性，這支持了在月球歷史早期有一個巖漿海洋覆蓋月球的觀點。

Pragyan的測量結果與美國阿波羅16號任務的樣本相似。（圖片來源：美國國家航空航天局）
月球被認為是在一顆火星大小的行星與地球相撞時形成的，噴出的巖石隨后聚集成我們星球上唯一的衛星。月球巖漿海洋被認為從形成到數千萬或數億年后一直存在。
巖漿海洋的冷卻和結晶最終形成了構成月球地殼的鐵巖斜長巖。
軌道測量
從地質學上講，月球高地被認為部分代表了古代月球地殼。月船3號、阿波羅16號和月球20號都降落在高地地區，可以進行比較。因此，它提供了一個機會來檢驗月球被全球液態巖石海洋覆蓋的理論的預測，即月球巖漿海洋（LMO）模型。
作者強調了他們的測量結果如何顯示月球車運行的幾十米范圍內月球表面成分的均勻性。
這樣的“地面實況”測量對于解釋軌道航天器的觀測結果至關重要。例如，作者將這些結果與印度前兩次月球任務“月船1號”和“月船2號”的數據進行了比較，這兩次任務都是從軌道上測量月球表面的。
這些早期航天器測量值與Pragyan漫游車測量值之間的一致性為軌道數據集提供了新的信心。軌道數據表明，該地區的月球表面在幾公里范圍內的化學成分是均勻的。

月球的近側（左）和遠側（右）有很多不同。（圖片來源：美國國家航空航天局/戈達德太空飛行中心科學可視化工作室）
在解釋月球隕石時，這些測量也是非常寶貴的。這些是當太空巖石與月球碰撞時從月球表面噴射到太空中的巖石樣本。
這些巖石碎片稍后可能會進入地球大氣層，有些甚至會撞擊地面。這些代表了奇妙的樣本，因為它們從月球不同部位拋出的隨機性意味著我們收到了以前任務沒有訪問過的區域的樣本。
然而，正是由于這種隨機采樣模式，很難知道它們來自月球的哪個地方，這使得我們無法將它們放在適當的背景下。因此，Pragyan漫游車的測量結果幫助我們建立了月球不同區域的圖像，以及我們的隕石樣本是如何比較的。
近端和遠端
月球巖漿海洋模型是在阿波羅11號任務返回樣本后首次構想出來的。該任務降落在一個以深色玄武巖為主的地區（想想冰島或夏威夷火山產生的物質）。然而，當時的研究人員注意到，阿波羅11號的土壤中也含有富含鈣長石的白色巖石碎片，這種礦物被命名為鐵酸鈣長石。
這一觀察結果表明，白色巖石代表了原始古代月球地殼的微小碎片。隨著巖漿海洋的冷卻，橄欖石和輝石等密度較高的礦物下沉形成了一個更深的地幔層，而鐵巖斜長巖——密度低于周圍的巖漿——漂浮形成了月球的第一個地殼。
自從最初的月球巖漿海洋模型被提出以來，人們提出了各種建議，以更普遍地解釋月球樣本和月球地質觀測的額外復雜性，例如，月球近側地殼似乎比遠側地殼薄得多。
同樣，目前還不清楚為什么近側經歷了如此多的火山活動，導致它被廣闊的深色玄武質巖石平原所主導，而遠側似乎包含更多的鐵安斜長巖。
為了解決這些問題，研究人員開發了詳細的模型來解釋月球地殼是如何形成的，后來又被火山爆發和撞擊坑所改變。一些模型預測了月球地殼的多層結構，其中鐵巖斜長巖位于頂部，富鎂巖位于底部。
有趣的是，這項研究中測量的成分與被認為構成古代月球地殼的原始鐵斜長巖的預期不同。相反，它含有更多的鎂。
這一觀察表明，月球地殼中某些礦物質的濃度高于原始月球巖漿海洋模型所建議的濃度。作者認為，他們的測量結果可能代表了構成古代月球地殼的鐵巖斜長巖的混合成分，以及來自富含鎂的巖石下層的物質。
在月球撞擊坑期間，這些不同的材料層會因材料的挖掘而混合在一起。特別是，月船3號著陸點可能被所謂的“南極-艾特肯”撞擊盆地噴出的約1.5-2公里的巖石覆蓋，該盆地是月球歷史早期一次巨大撞擊事件造成的直徑2500公里的地表凹陷。
后來的撞擊坑事件將進一步混合和分布這種物質，從而產生本研究中Chandrayaan-3任務測量的化學特征。
這篇經過編輯的文章是在知識共享許可下從對話中重新發布的。