月球正反兩面為何存巨大差異？科學家提新解

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人們見到的月亮永遠只是同一個半球。奇怪的是，月球對著地球的一面與背著地球一面的地貌差異非常大。一份研究認為這是月球遭遇一次重大撞擊所造成的後果。

為了方便，人們習慣把月球對著地球的這面叫做正面、背著地球的那邊叫做反面。月球的正面布滿了各種漩渦狀的陰影，科學家把這些地形叫做月海（lunar mare）。科學家認為它們是月球表面火山活動所造成的地貌。

奇怪的是，月球的背面沒有這樣的地貌。為什麼月球只有一個半球才有火山活動，另一半卻沒有呢？美國布朗大學（Brown University）一個研究組通過電腦模擬月球的歷史，認為他們發現了造成這種現象的原因。

南極-艾特肯盆地（South Pole–Aitken basin，簡稱SPA）是位於月球背面的一座巨大的撞擊坑，直徑大約2500公里，深6.2～8.2公里。它是距今42億～43億年前月球遭遇的一次撞擊後形成的，是月球上最古老、最大的一個撞擊坑，也是太陽系內已知的最大的撞擊坑之一。

雖然位於月球背面，但是它最南端的坑壁邊緣在南極露出來，地球上能夠看得見。以前，科學家以為那是位於月球南極的一座巨大的山脈，曾把它叫做萊布尼茲山脈（Leibnitz mountains）。後來發現它是這個巨大盆地的坑壁，萊布尼茲山脈這個名字就被取消了，但是這個盆地保留了這個特徵作為它名字的一部分。

布朗大學的研究人員建立了電腦模型，模擬很久很久以前，在月球正面出現這些火山活動之前、月球遭遇這次撞擊之後的演化情況。結果他們發現，這次的撞擊對月球的影響很大，不僅留下了這個巨大的坑洞，更重要的是改變了月球上化學物質成分的分布。

主要研究者之一布朗大學的行星科學家馬特·瓊斯（​​Matt Jones）在發布的新聞稿中說：「我們知道像產生SPA撞擊坑這樣巨大的撞擊事件會產生相當大的熱量。問題是它究竟會怎樣影響月球內部的活動。」

他們的模型顯示，這次撞擊產生的熱流攜帶著特定的化學物質成分，傳到了月球的正面，而不是背面。「我們認為這就是導致月球地殼融化、產生我們今天在正面所看到的那些熔岩流的痕跡。」

換句話說，他們發現正是這次撞擊產生的熱量，傳到月球的正面、融化了月球正面的地殼層，在正面留下了大量熔岩的痕跡，而背面沒有受到這些熱量的影響，所以沒有這些熔岩活動的痕跡。

令人興奮的是，這項發現也能解釋科學家所發現的月球的另一個特點：月球正面很多區域都帶有鉀、磷，以及像釷這類會產生熱量的稀土元素。科學家把它們統稱為PKT元素。可是在月球的背面卻沒有這些元素。以前科學家就覺得這很奇怪。

研究人員從他們的模擬系統中看到，月球遭遇那次撞擊後，觸發了正面的火山活動。「PKT元素的形成是月球研究的一個重要問題。」瓊斯說，「而形成SPA盆地的撞擊事件是月球歷史上的一次重要事件。這項研究把這些線索聯繫了起來。我認為我們的發現相當令人興奮。」

研究者認為，他們的發現與至今所有的月球觀測數據都符合，但是，這仍然只是一個理論猜測。未來幾年需要其它的證據做進一步驗證。

這份研究發表於《科學》（Science）的子刊《科學進展》（Science Advances）。

探馬

月球「正反面」差很大！ 原來與巨大撞擊有關【發現科學】
觀看次數：11,278次  2022年5月18日  #月球 #正反面 #撞擊
2022.05.18【發現科學】探索科學新知、體驗生活科學，今天的發現科學專題，要帶您看看月球正反面的祕密，我們都知道月球表面，也就是面對地球這端，有著不少月海，也就是古代熔岩流的遺跡，但它的背面其實布滿了大大小小的隕石坑，為何兩邊會有這麼大的落差? 美國布朗大學的科學家近來就解開了這個謎團，原來跟月球南極的巨大撞擊有關，帶您去了解。
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