中國地質大學(武漢)行星科學研究所教授肖龍對記者表示,已有研究表明KREEP岩與鈦鐵礦都是岩漿洋固結過程中的末期產物,部分KREEP岩可能與鈦鐵礦混合在一起,分布在殼幔邊界,在月殼固結之後形成。
平勁鬆介紹,KREEP岩最早發現於阿波羅-12樣品,後來幾乎在所有返月樣品中都發現了其碎片,它們存在於月球正面岩漿岩區域。同時,1994年美國克萊門汀探測器發現月球正面存在一個被稱為風暴洋克里普地體的成分異常區域。
主流假說認為,月球最年輕的玄武岩(火山活動的產物)主要填充於月球正面的風暴洋克里普地體。但KREEP岩放射性生熱導致月球最年輕火山活動的假說,尚未得到驗證。
KREEP岩為何集中在月球正面的風暴洋?新研究提供了一個解釋,它與月球背面的SPA有關。
SPA是月球上最大、最深和最古老的撞擊盆地,直徑約2500公里,深度6—8公里,被認為是最有可能暴露出月球深部物質的區域。
平勁鬆表示,新研究仿真了SPA的撞擊過程,結果表明撞擊會在月幔中產生一個熱幔柱,熱幔柱把深部放射性元素帶到了月殼和月表。值得一提的是,該仿真遍歷了產生SPA的各種直接撞擊和掠射撞擊,發現不管何種撞擊,產生幔柱的區域和方向結果都一樣:只在朝向地球的月球正面方向發生。
談及這個過程的內部熱量動力機制,肖龍表示,月球南部SPA遭受撞擊後,大量的熱量迅速向北傳遞,SPA下部核幔邊界的溫度超過1800℃。在溫差的驅動下,月幔物質從高溫區域流向低溫區域。低黏度的鈦鐵礦層在此作用下被推向風暴洋及周圍區域。鈦鐵礦層具有更高的密度,在重力作用下,大部分鈦鐵礦層緩慢下沉至核幔邊界。由於基數大,風暴洋及周圍區域仍會保留可觀的鈦鐵礦及KREEP物質。 |