东京理工大学 月球的近侧和远侧的组成有着奇怪的不同，科学家们认为他们终于明白了原因
信用:美国国家航空航天局/美国国家海洋与大气管理局 地月系的历史仍然神秘
科学家认为这个系统是在一个火星大小的物体与原地球相撞时形成的
地球最终成为这次碰撞的大女儿，并保留了足够的热量，成为构造活动
月球更小，可能冷却得更快，地质上也会冻结
月球明显的早期动态挑战了这一观点
新的数据表明，这是因为在灾难性的月球形成碰撞后，放射性元素的分布是独特的
地球的月亮和太阳一起，是天空中占主导地位的物体，提供了许多可观察到的特征，为行星和太阳系的形成提供了证据
太阳系的大多数行星都有卫星
例如，火星有两个卫星，木星有79个，海王星有14个
有些卫星是冰的，有些是岩石的，有些在地质上仍然活跃，有些相对不活跃
行星是如何获得它们的卫星的，以及它们为什么具有这些特性，这些问题可能会揭示早期太阳系演化的许多方面
月球是一个相对寒冷的岩石体，水量有限，几乎没有构造作用
科学家目前认为，当一个被称为忒伊亚的火星大小的天体——在希腊神话中是月亮女神塞勒涅的母亲——与原地球发生灾难性碰撞，导致两个天体的成分混合时，地球-月亮系统就形成了
这次碰撞的碎片被认为已经迅速分离形成了地球和月球，时间可能超过几百万年
地球最终变得更大，它的大小正好适合它成为一个有大气层和海洋的充满活力的星球
地球的月亮最终变小了，没有足够的质量来容纳这些特征
因此，由于形成地球-月球系统的碰撞动力学，地球呈现出一些特质，例如保留像水或形成大气的气体这样的挥发性物质，并具有足够的内部热量来维持长期的行星火山活动和构造
几十年的观测表明，月球历史比预期的更具活力，火山和磁力活动发生在10亿年前，比预期的要晚得多
为什么月球的近侧和远侧如此不同的一个线索来自于其表面特征的强烈不对称性
在月球永远面向地球的近侧，用肉眼可以观察到暗斑和亮斑
早期的天文学家将这些黑暗区域命名为“玛丽亚”，拉丁文为“海洋”，认为它们是与地球相似的水体
通过使用望远镜，科学家们能够在一个多世纪前发现这些实际上不是海洋，而是更可能是陨石坑或火山特征
当时，大多数科学家认为月球的远侧或多或少类似于近侧，而他们永远也看不到远侧
然而，由于月球离地球相对较近，只有大约38万公里远，月球是人类能够探索的第一个太阳系天体，首先使用无人飞船，然后是载人任务
20世纪50年代末和60年代初，苏联发射的无人太空探测器传回了月球远侧的第一批图像，科学家们惊讶地发现，月球的远侧和远侧截然不同
远处几乎没有玛丽亚
只有1%的远侧被玛丽亚覆盖，而近侧为31%
科学家们感到困惑，但他们怀疑这种不对称性为月球的形成提供了线索
月球探勘者任务中钍在月球表面的分布
钍与其他放射性元素(产热)高度相关，其中大部分存在于面向地球的一侧(近侧)
这个地区和许多观测到的月球历史特征之间的关系是月球科学中的一个关键问题
信用:兰纽维尔，M
等人(2013)《地球物理研究杂志:行星》
在20世纪60年代末和70年代初，美国国家航空航天局的阿波罗任务在月球上着陆了六艘宇宙飞船，宇航员带回了382公斤的月球岩石，试图用化学分析来了解月球的起源
有了样本在手，科学家们很快发现这些斑块的相对黑暗是由于它们的地质成分，事实上，它们是由火山活动造成的
他们还发现了一种新的岩石特征，他们将其命名为KREP——富含钾(化学符号K)、稀土元素(稀土元素，包括铈、镝、铒、铕和地球上其他稀有元素)和磷(化学符号P)的岩石的简称，磷与玛丽亚有关
但是，为什么火山活动和这种KREEP特征会在月球的近侧和远侧之间如此不均匀地分布，这就提出了一个难题
现在，来自东京理工大学地球生命科学研究所、佛罗里达大学、卡内基科学研究所、陶森大学、美国国家航空航天局约翰逊航天中心和新墨西哥州大学的科学家们结合观察、实验室实验和计算机建模，发现了月球如何获得近侧和远侧不对称性的新线索
这些线索与KREEP的一个重要性质有关
钾、钍和铀是放射性不稳定元素
这意味着它们出现在各种具有可变中子数的原子结构中
这些不同成分的原子被称为同位素，其中一些是不稳定的，会分解产生其他元素，产生热量
这些元素放射性衰变产生的热量可以融化它们所在的岩石，这可能部分解释了它们的共定位
这项研究表明，除了增强加热外，岩石中包含的KREEP成分也降低了它们的熔化温度，使简单的放射性衰变模型的预期火山活动复杂化
因为这些熔岩流大多是在月球历史早期形成的，这项研究也增加了对月球演化时间和月球上各种过程发生顺序的限制
这项工作需要从事理论和实验的科学家之间的合作
在对含有不同KREEP成分的岩石进行高温熔融实验后，研究小组分析了这对月球表面火山活动的时间和数量的影响，为地球-月球系统的早期演化提供了重要的见解
ELSI的合著者马蒂厄·拉纽维尔说，“由于相对缺乏侵蚀过程，月球表面记录了太阳系早期的地质事件
特别是，月球近侧的区域有像铀和钍这样的放射性元素的集中，这是月球上其他地方所没有的
了解这些局部铀和钍富集的起源有助于解释月球形成的早期阶段，并因此解释早期地球的状况
" 这项研究的结果表明，自从月球形成以来，月球富含克雷普的玛丽亚就影响了月球的进化
拉纽维尔认为，这种不对称、自我放大过程的证据可能在我们太阳系的其他卫星上发现，也可能在整个宇宙的岩石体上普遍存在
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