GRAIL并沒有找到太多的假設中的古老撞擊盆地
這或許算得上是一條靠譜的“小道消息”——美國宇航局(NASA)的一項旨在測量月球引力場的項目取得了首個成果,表明月殼的厚度僅為之前預想的一半。
據《自然》雜志報道,在9月13日于美國馬薩諸塞州劍橋市哈佛-史密森天體物理學中心召開的一次研討會上,麻省理工學院的行星科學家、NASA重力恢復與內部實驗室(GRAIL)項目的首席科學家Maria Zuber,展示了一幅清晰的、高分辨率的月球引力地圖,該地圖是利用今年3月到6月之間由GRAIL的兩架探測器采集的數據繪制而成的。
“與‘月亮女神’和‘月球勘探者’相比,我們的分辨率要強上3到4倍。”Zuber表示——她所提到的是之前繪制月球引力場的兩項任務。NASA尚未公開出版或發布GRAIL的研究成果,因此Zuber也不便于向公眾透露太多的內容。
然而她的談話,以及研討會與會者的那些激動的表情,意味著隨著GRAIL的發現在未來幾周內公之于眾,其對于科學家理解月球的起源和早期進化將產生意義深遠的影響。
作為GRAIL的兩架探測器,在NASA的一場競賽中由小學生命名的Ebb和Flow于2011年發射升空。第一架探測器于當年12月31日開始圍繞月球運轉,而另一架則于第二天加入了這一行列。今年3月,它們開始詳細繪圖。這兩架探測器交換了無線電信號,記錄了其相對位置的波動,它們能夠用來揭示因月球引力場變化而導致的微弱加速和減速。
這項任務的平均海拔高度為55千米,大大低于重力恢復和氣候實驗(GRACE)——為了避免大氣摩擦而不得不飛得更高的一項類似的地球引力測繪任務——所采用的軌道。偶爾,GRAIL小組也會讓探測器的海拔低于20千米,從而進一步改善數據的分辨率。Zuber說:“沒有什么比飛得低更重要。”
在此次研討會上,Zuber向擁擠的聽眾出示了3項研究成果。首先,月殼似乎比之前想的要薄。當月球地質學家第一次評估月殼的厚度時,使用的數據來自由阿波羅號宇航員放置的地震儀,并計算出月殼大約有60千米厚。隨后的分析將其減少至45千米。如今,Zuber說,GRAIL的分析結果顯示,月殼的平均厚度僅為30千米。
這激起了華盛頓哥倫比亞特區卡耐基科學研究所的行星科學家Linda Elkins-Tanton的興趣。她說:“月殼的厚度是一個令人驚訝且值得回味的研究月球起源的線索。”
Elkins-Tanton表示,研究人員更感興趣的是由GRAIL所發現的月殼厚度的變化,這是因為科學家已經無法解釋為什么與內側月殼相比,遠端的月殼要更厚。假設平均厚度為30千米,則月殼的一些內側區域可能出乎意料的薄,這將是非常難以模擬的。(www.94677.com)
第二個發現是月球引力場的變化與其地形之間存在著高度的相關性。Zuber表示:“對我而言,這才是最讓我感到驚訝的地方。”這意味著月球的引力場很有可能是被其表面深深的隕石坑所控制,而非內部的構造。Zuber表示,與其他天體相比,例如火星、金星和地球,地形與引力之間的這種關系可能更適合于月球。“事實上它讓你思考我們應該如何更好地了解其他巖石行星。”
Zuber透露,第三個發現是GRAIL無法證實之前曾被假設存在于月球表面的一些更大且更古老的撞擊盆地。通過定義那些位于明顯的隕石坑下的可能構成更大的撞擊盆地的區域,研究月球表面的科學家試圖解開有關小行星碰撞的歷史,此舉不但能闡明月球的進化,同時還有助于了解太陽系內部其他天體的情況。但Zuber表示,GRAIL并沒有找到多少這樣假設的盆地。
Zuber并沒有討論GRAIL的一個最關鍵的目標——了解月球深處的內部結構以及月核。印第安納州圣母大學的月球地質學家Clive Neal表示,這需要更多的時間,從而對數據進行更為復雜的解析。Zuber說,來自GRAIL的主要任務的數據已經進行了處理和分析,這使任務的進程提前了一年。
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