神奇的月球表面三环靶心

文章作者:lili | 2016-10-30
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关于月球表面的三环,我们先了解一下美国的重力回溯实验及其理论的来龙去脉。美国宇航局2007年12月11日发布一份新闻公报称,美国将实施一项新的探月项目,新的探月项目全名为"重力恢复和内部实验室",按英文单词首字母缩写简称为GRAIL。美国宇航局说,整个项目估计耗资3.75亿美元左右 ,探测器预计将于2011年发射升空,由宇航局下属的喷气推进实验室负责运行和管理。

公报介绍说,GRAIL项目将采用双子卫星探测器系统,两颗卫星与探测器脱离后将一前一后结伴在绕月轨道上飞行几个月,以"前所未有的 精细度"测量出月球的重力场。根据重力场信息,科学家可以从月壳到月核彻底分析月球,揭示月球表面之下的结构,并由此间接得出月球 内部的热量演化历史。

美国宇航局称,GRAIL项目的探测数据还将有助于回答长期以来有关月球的一些疑难问题,为科学家更好地理解地球以及太阳系中其他岩状 行星的形成提供新线索。

GRAIL项目的重力场测量技术源自此前美、德合作的"格雷斯"(GRACE,重力恢复和气候试验)双子地球卫星系统。美国宇航局负责科学探测 的副局长艾伦·斯特恩说,他们将用于地球探测的创新技术应用到月球探测领域,这只是第一步,将来还会尝试用于火星或其他行星的探测 。

根据美国的"新太空探索计划",美国人2020年前将重返月球。此前美国宇航局已计划于2008年发射"月球勘测轨道飞行器",该飞行器至 少绕月飞行一年。也正是基于这一理论,美国宇航局的科学家认为,月球表面的三环不是外界碰撞,也不是火山喷发,而是内部结构的撞击坍塌等情况产生的。

科学家发现月球表面火山口靶心形成之谜

受到NASA的重力回溯及内部结构实验室的支持,科学家在science杂志发表文章介绍他们使用月球引力场数据,来剖析月球亚表面结构

据国外媒体报道,月球最大的火山口具有神奇的三环靶心,经过几十年的研究,科学家也许揭开了这些环的形成之谜。称为东方冲击盆地的火山口位于月球内侧的边缘,所以在地球上很难观测到。这个火山口形成于38亿年前,在其三个同心的圆环中,最大的直径约为580英里(大约930公里)。直到今日,这些圆环依然得不到强有力的解释。为了进一步了解东方圆环,科学家需要深入月球的表面,从月球的内部结构来解释这一问题。

受到NASA的重力回溯及内部结构实验室的支持,科学家在science杂志发表文章介绍他们使用月球引力场数据,来剖析月球亚表面结构。他们建立模型来撞击已形成的火山口,进一步来确定出其靶心环是如何形成的。麻省理工的领导引力场研究地球物理学家Maria Zuber声称:他们使用引力来描绘行星的内部结构,这种方法有点类似X射线。由于行星或者月球表面的材料在成分、温度、密度上存在差异,导致其表面的火山口或者山脉的引力场会产生差异,所以研究月球的引力场变化可以为研究月球底层的机构提供线索。

布朗大学的地质学家Jim Head说道:很久以前,我们就认识到东方盆地相对其表面特征是最大的,但是我们一直无法知道其子表面的结构,知道现在我们获取了非常详细的结构。他是重力回溯及内部结构实验室的科学家,也是这项新研究的合作作者。他说道:重力回溯及内部结构实验室数据的美妙之处就在于可以像X光扫描仪一样,让我们了解到表层以及亚表层的详细特征。

同样作为布朗大学的地质学家,Zuber论文的合作作者Crandon Johnson也是用重力回溯及内部结构实验室数据,用来确定了靶环是如何形成的。她确定出了一个40英里(64公里)直径的物体以每秒9英里(14km/s)的速度撞击月球时环是怎么形成的。他研究发现东部的环形成与瞬间形成的火山口或者初始的撞击协调无关,而是地表以下的撞击形成的。Johnson说道:深层的热物质比表面的物质更容易形成塌陷,然后将脆弱的地壳沿着内流的地幔物质喷出。引起壳的破碎,从而形成巨大的斜坡或者环形的断裂。外部的两个环是通过这种模式形成的,但是内环的形成模式与此不同。

当行星或者月球上发生撞击,地壳会发生回跳,在火山口中心地区形成一个高高的堆。而东方中心的高地十分的巨大,数英里高,但是并不稳定,会在撞击之后的几分钟后发生坍塌,随着火山口中心的物质随着塌陷流入到外面,形成了松松的内环。在太阳系早期,巨大的撞击是形成东方盆地的主要驱动力,由于重力回溯及内部结构实验室的数据,使得我们拥有了对这些盆地形成更好的灵感,我们也会把这些经验应用的其他的星球上去。

2011年,根据NASA的重力回溯及内部结构实验室计划安排,向月球发射两颗引力研究的轨道器。这个计划于2012年以轨道器突然下降到距东方盆地1.2英里的高度拍摄出引力地图终止。在未来,类似于阴历回溯及内部结构实验室的计划将会帮助研究人员研究太阳系其他星球的内部结构。

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