国家天文台等揭示月球内部仍温暖

近日,中国科学院国家天文台科研人员与中国地质大学(武汉)、武汉大学、国家天文台、日本国家天文台等科研人员参加国际合作研究组以机构为核心,利用包括“嫦娥一号”在内的探月数据,对月球动态形状的变化进行了精确测量。 借助理论和实践估算,已经证实月球深处存在超低粘度半流体层,并且地球引力一直在这个半流体层中发生强烈的潮汐加热过程。 。 这些事实表明,月球中心尚未冷却硬化,仍在因地球对月球的影响而持续被潮汐加热。 这项研究还提供了一个重新思考地球和月球自形成以来如何在相互影响下演化的问题的机会。 这项研究结果于7月27日在线发表在《自然:地球科学》杂志上。

为了探索行星和卫星的形成和演化,需要尽可能详细地了解天体的内部结构和热状态。 我们怎样才能了解这些遥远天体的内部结构呢? 事实上,通过详细研究外力引起的天体变形,可以获得有关天体内部结构和状态的线索。 由于其他天体的引力影响而引起的天体形状的变化称为潮汐。 例如,由于月球和太阳的引力,地球海洋中的潮汐会涨落。 固体天体由潮汐引起的变形程度与其内部结构,特别是其内部硬度密切相关。 另一方面,通过研究固体天体的变形,我们可以探索肉眼看不见的固体天体的内部状况。 月亮也不例外。 月球的内部结构可以通过潮汐力引起的月球形状的变化来探测。 形状的变化可以通过各种大地测量观测来获得。 然而,迄今为止提出的月球内部结构模型无法解释现有月球探测所获得的精确的月球形状变化。

研究团队聚焦月球深层结构,对月球内部结构如何与观测到的月球动态变形进行对应进行探索、解释、理论分析和计算研究。 早期研究人员依赖从阿波罗计划获得的月球地震观测数据。 研究人员推测,月球内部大致分为由金属构成的内部(称为“月核”)和由岩石构成的内部(称为“月核”)。 窗帘的外部由两部分组成。 研究小组发现,如果假设月幔最下部存在超低粘度软流圈,则可以很好地解释观测到的潮汐引起的月球变形。 过去的研究表明,月幔最深处的一些岩石可能是熔融的。 由于部分熔融的岩石很软,该研究的结果支持了这一假设。 通过这项研究,首次从观测结果和理论计算得出月幔最深处是软的结论。

研究小组进一步发现,潮汐能有效地引起月幔最深处低粘度流体层的加热。 虽然过去的研究也认为潮汐变形产生的部分能量引起了月球内部的热变化,但研究小组发现这种现象并不是在月球内部均匀发生,而是集中在上述超低粘度的软流圈中。 这一发现还表明,在月幔最深处存在着包裹着月核的高效加热软流圈,即使在现在,软流圈仍在持续加热月核,在过去更是如此。

对于这项研究的前景,国际合作研究团队负责人、中国科学院外籍青年科学家、中国地质大学(武汉)博士后研究员原田雄二博士表示:“我们的研究成果为新的问题。比如月幔,月幔底部是如何长期保持柔软状态的?为了探索这些新问题,我们将继续研究月幔的内部结构和加热机制。此外,低粘度流体层潮汐能的产生、热能变化对月球相对地球运动方向的影响以及月球的冷却方式等问题也值得关注。这些问题的探索对于加深对月球演化的认识将有很大帮助。”

研究小组成员之一、国家天文台研究员平劲松谈到这项研究的意义时表示:“虽然月球比地球和火星冷却得更快,甚至月球上大规模的火岩活动都已经停止了。 ,这篇文章的研究结果与其他一些事件是一致的。月球上的活动,例如深层月震和月球自转的不均匀变化,有力地支持了月球仍然存在的观点。而对于月球来说,潮汐效应来自地球和太阳的能量可能主导月球当前的内部动力学。这一过程的关键要素。”

论文信息:核幔边界超低粘度区域的强潮汐加热,《自然地球科学》。 2014 年 7 月 27 日在线发布。

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月球内部结构剖面分布特征

作者 admin