本文参加百家号#科学了不起#系列征文赛。
长久以来,月球背面对于人类而言是完全未知的世界,月球只以正面展示给地球上的人类。其原因出于一种巧合——月球的绕轴自转和绕地球公转的周期完全相同,这是地球引力对月球产生的潮汐锁定效果。
直到人类进入航天时代之后,苏联的月球3号探测器在年飞到月球背面,首次拍摄到了神秘的月球背面。虽然自那之后,人类发射了大量的探测器去往月球,并在月球上登陆,甚至还有人类踏上了月表,但无一例外都是在月球正面。
想要去月球背面非常困难,因为那里无法与地球进行通信,无线电波会被月球本身屏蔽。直到年,我国发射了鹊桥号中继卫星,它运行在地月第二拉格朗日点附近,首次为月球背面和地球的通信搭起桥梁。
在鹊桥号的帮助下,到了年,嫦娥四号才能成功登上月球背面,成为人类史上的首次壮举。目前,嫦娥四号着陆器还在月球背面上正常工作,玉兔二号月球也还在月表上行驶(累计行驶距离超过米),它们的运行时间都早已远超设计寿命。
月球背面看起来与我们所熟悉的月球正面相差很大,月球背面被密密麻麻的陨石坑所覆盖,很少有月球正面上广泛分布的平坦月海。密集的陨石坑是月球为地球挡小行星的最好证明,来自地月系统外的小行星撞不断轰击着月球背面。
在月球背面的众多陨石撞击坑中,最大的是位于南极的艾特肯盆地,其直径估计为公里。相比之下,月球的直径也只有公里,周长约为公里,这相当于该盆地直径的4.3倍。
艾特肯盆地的起源时间可以追溯到42.5亿年前,当时月球刚形成2.6亿年,它遭受了一颗直径达到公里的天体撞击。由于撞击角度较低,估计不到30度,所以撞击坑的深度并没有如正面撞击那样达到公里,而是只有大约13公里,但这仍然是月球上最深的陨石坑。
在撞击的过程中,大量月球内部物质会被抛射出来,分布在艾特肯盆地中。因此,该陨石坑隐藏着月球的遥远历史,这也是嫦娥四号选择在这里登陆的原因。
果不其然,就在嫦娥四号探测期间,根据美国宇航局(NASA)的圣杯号(GRAIL)探测器在绕月飞行时的观测数据,天文学家发现,艾特肯盆地中存在一块质量异常巨大的致密物体。
数据显示,艾特肯盆地的重力异常偏大,月球上普遍存在的玄武岩并没有那么大的密度。天文学家推测,一块巨大的金属埋藏于艾特肯盆地之下公里,其质量估计为2.2×10^18kg,也就是亿亿公斤,或者2万亿吨。那么,这些异常多的金属是怎么来的呢?
隐藏在艾特肯盆地中的金属主要成分为铁和镍,这是太阳系中大部分岩质天体的核心组成。在原始太阳星云中,铁和镍是两种含量较高的元素。当铁和镍成为岩质天体的一部分之后,由于这两种元素的密度很高,所以它们会慢慢沉到中心。地球核心是一个巨大的铁镍合金球体,厚度达公里,质量相当于地球总重的三分之一。
四十多亿年前,那颗直径公里的岩质天体撞上月球南极时,形成了一个巨大的撞击坑,它的铁镍核心也随之沉入地下。由于当时正处于太阳系早期,铁镍还来不及大量沉入核心,它们还比较分散。因此,经过撞击之后,铁镍可以一直悬浮在月球地幔中,而没有下沉到月球核心。
艾特肯盆地隐藏着月球的很多秘密,有待我们去逐一揭开。目前,也只有嫦娥四号有机会对艾特肯盆地进行深入研究。相信不久后,我们可以听到更多有关嫦娥四号的好消息。
转载请注明地址:http://www.abmjc.com/zcmbzz/3948.html