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    水是如何改变月球起源的?

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      普朗克

      【博科园-科学科普(关注“博科园”看更多)】一点水能带来多大的差别,真是太神奇了。月球是在大约44到45亿年前形成的,当时一个物体与仍在形成的原地球相撞。这种撞击产生了一个热的、部分蒸发的材料圆盘,它围绕着婴儿行星旋转,最终冷却并进入月球。多年来科学家们认为,在碰撞后氢与水分子分离,它和其他一些具有低沸点温度的元素,即所谓的“挥发性元素”,从磁盘中逸出,消失在空间中。这将导致一个干燥和挥发的元素耗尽的月球,这似乎与之前的月球样本分析一致。

      水是如何改变月球起源的?

      截图来自于一个关于月亮形成的规范模型的视频模拟,在这个模型中,原始地球被一个火星大小的物体撞击在44到45亿年之间。图片版权:Miki Nakajima and Dave Stevenson.

      但是关于月球化学的研究正在揭示,它可能比最初想象的更湿,这让人们对这个起源故事的某些方面产生了疑问。这仍然是一个活跃的研究领域,所以科学家们,包括我们的地磁工作人员Erik Hauri,以及许多其他的卡内基同事和校友,都在研究月球上到底有多少水。这是一个非常重要和具有挑战性的问题,因为我们有限的知识在月球水的历史和分布,解释了卡耐基的杨爱瑾,只是与加州理工学院的大卫·史蒂文森一起,着手确定的月球形成的理论需要进行调整,以考虑最近更高的估计月球水的内容。

      这项研究发表在《地球与行星科学快报》上。建立了详细的模型,以确定现有的关于月球形成碰撞的理论是否能够解释在其他挥发性元素如钾和钠中仍然被耗尽的湿月球。模拟了不同的温度条件和在月球形成的圆盘上的水丰度。在较高的温度下,它们的圆盘被硅酸盐蒸气所控制,这是由原地球和撞击物的地幔蒸发而来的,相对较少的氢与水分离。在较低的温度下,他们的磁盘被水所控制,在这个温度范围内氢没有脱离,使其逃逸机制非常低效。

      Nakajima解释说:好消息是模型显示,对一个湿润的月球的观测与一个巨大的撞击源并不矛盾。然而,这也意味着科学家们需要提出其他的解释,解释为什么月球上的钾、钠和其他挥发性元素被消耗殆尽。其他的可能存在,例如圆盘上的挥发性元素落在地球上,而不是逃离或成为月球形成的一部分。或者它们可能是月球的一部分,当它第一次从碰撞后的圆盘上吸出,但后来却丢失了。

      • 知识:科学无国界,博科园-科学科普

      • 参考:地球和行星科学快报

      • 内容:经“博科园”判定符合今主流科学

      • 来自:卡内基科学研究所

      • 编译:卿君侧

      • 审校:博科园

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