一項(xiàng)最新的科學(xué)研究揭示了月球南極-艾特肯（SPA）盆地可能隱藏著月球原始地幔的碎片以及古老巖漿海的遺跡，這一發(fā)現(xiàn)為未來(lái)的阿耳忒彌斯載人登月任務(wù)增添了新的科學(xué)探索目標(biāo)。據(jù)推測(cè)，宇航員有望在這一區(qū)域采集到年輕地幔的樣本，這些樣本或?qū)樵虑蛐纬蛇^(guò)程的最終階段提供寶貴的線索。
大約在43億年前，一個(gè)巨大的天體猛烈撞擊月球，穿透地殼形成了SPA盆地。這場(chǎng)撞擊不僅改變了月球的地形，還留下了遍布月球表面的碎片。這些碎片如同時(shí)間膠囊，記錄了月球地幔在結(jié)晶過(guò)程中的真實(shí)狀態(tài)，為科學(xué)家們提供了前所未有的研究機(jī)會(huì)。
亞利桑那大學(xué)的行星科學(xué)家杰夫?安德魯斯-漢娜在最近的一次科學(xué)會(huì)議上指出，SPA盆地的撞擊事件可能揭露了一個(gè)晚期階段的巖漿海。他進(jìn)一步表示，阿耳忒彌斯任務(wù)將嘗試采集SPA盆地的噴出物以及潛在的巖漿海物質(zhì)樣本，這些樣本將有助于揭示月球內(nèi)部的更多秘密。
SPA盆地呈現(xiàn)輕微的橢圓形狀，這表明撞擊并非正面碰撞，而是斜向撞擊的結(jié)果。在盆地的北緣，有一片物質(zhì)堆積區(qū)，這可能是由于撞擊體在撞擊過(guò)程中將碎片吹向北方所形成的。然而，安德魯斯-漢娜及其團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)比SPA盆地與其他月球上的淚滴形隕石坑，得出了不同的結(jié)論。他們認(rèn)為，撞擊體實(shí)際上是從南向北移動(dòng)的，而非之前普遍認(rèn)為的從北向南。
在太陽(yáng)系的形成初期，地球和月球都經(jīng)歷了劇烈的地質(zhì)變化。一顆火星大小的天體撞擊了新生的地球，導(dǎo)致地球和月球都短暫地液化。隨著液態(tài)地幔物質(zhì)的冷卻和結(jié)晶，月球的地殼逐漸形成，而更密集的物質(zhì)則沉入內(nèi)部。安德魯斯-漢娜認(rèn)為，這是月球存在巖漿海的“確鑿證據(jù)”。
一些物質(zhì)如鉀、稀土元素和磷（統(tǒng)稱為KREEP）在熔體中富集，并未參與結(jié)晶過(guò)程。此前的研究已在SPA盆地底部發(fā)現(xiàn)了與KREEP沖擊熔體一致的釷元素，這表明地幔物質(zhì)可能在撞擊過(guò)程中穿透了地殼。然而，在盆地的北部并未發(fā)現(xiàn)地幔物質(zhì)的跡象。安德魯斯-漢娜團(tuán)隊(duì)在重新審視月球地圖時(shí)發(fā)現(xiàn)，西南方向的噴出物區(qū)域含有大量釷元素，這表明巖漿海在SPA撞擊后從地殼中滲出。
將SPA盆地與月球近側(cè)的風(fēng)暴洋KREEP地區(qū)（PKT）結(jié)合起來(lái)研究，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了月球內(nèi)部演變的更多線索。此前的研究曾推測(cè)SPA撞擊可能將巖漿海推向了月球的另一側(cè)，形成了PKT。但新的研究表明，這兩個(gè)區(qū)域是獨(dú)立形成的，且SPA撞擊事件發(fā)生在PKT形成之前。安德魯斯-漢娜表示，SPA和PKT共同講述了月球巖漿海晚期演化的完整故事。
值得注意的是，阿波羅任務(wù)期間人類已經(jīng)帶回了PKT地區(qū)的樣本，中國(guó)的嫦娥五號(hào)任務(wù)也在2020年從該地區(qū)采集了月球巖石。嫦娥六號(hào)任務(wù)帶回的樣本中包含了來(lái)自SPA盆地的巖石。這些樣本為科學(xué)家們提供了研究月球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的寶貴材料。
對(duì)于計(jì)劃于2026年登陸月球的阿耳忒彌斯載人任務(wù)而言，這一發(fā)現(xiàn)具有重要意義。盡管存在安全方面的擔(dān)憂，但宇航員仍將嘗試采集地幔樣本并帶回地球。這些樣本將與PKT地區(qū)的月球巖石進(jìn)行對(duì)比，從而提供月球地幔在不同時(shí)期的快照。這將有助于科學(xué)家更準(zhǔn)確地確定月球巖漿海的形成時(shí)間。
安德魯斯-漢娜表示，SPA盆地將成為研究巖漿海的關(guān)鍵線索。盡管科學(xué)家們對(duì)巖漿海結(jié)晶所需的時(shí)間已有大致估計(jì)，但確定其確切時(shí)間仍是一個(gè)挑戰(zhàn)。他預(yù)計(jì)，一旦樣本返回地球，科學(xué)家們將能夠確定SPA盆地的精確年齡，從而提供一個(gè)關(guān)于巖漿海晚期結(jié)晶過(guò)程的精確時(shí)間點(diǎn)。
