月球潮汐暗示着存在熔融月球层

月球潮汐暗示着存在熔融月球层

月球内部结构示意图，显示固体内核（白色）、液体外核（黄色）、可能部分熔融的低粘度区（红色）以及地幔和地壳。图片来源：NASA/Theophilus Britt Griswold，由 Sander Goossens、Isamu Matsuyama、Gael Cascioli 和 Erwan Mazarico 提供意见

我们知道，在月球坑坑洼洼的硅酸盐地壳下，有一个橄榄石地幔和一个金属内核。一些研究还表明，在原本是固体的地幔底部，可能存在一个部分熔融层，夹在地幔和固体核之间。但其他证据并不支持这一观点。

现在，Goossens等人提出了新的测量结果，支持这个略呈熔融态的过渡带的存在，这可能对我们理解月球的结构、起源和演化具有重要意义。

这项新证据来自对月球潮汐的分析。就像月球和太阳的引力会周期性地扭曲地球的形状和引力场，导致海洋的涨落一样，地球和太阳都在拉扯月球，造成潮汐效应，扭曲月球的形状和引力。

月球对潮汐力的反应在一定程度上取决于其深层内部结构，因此研究人员可以通过研究这种反应来寻找有关月球地下的线索。

早期的研究已经探索了月球重力在一个月内随潮汐变化的变化。在这项新工作中，研究人员通过分析美国宇航局重力回溯及内部结构实验室（GRAIL）任务和月球勘测轨道器的数据，首次捕捉到了年度的变化。

接下来，他们将月度和年度的月球重力变化，以及月球平均密度等其他信息，纳入一个模拟月球内部性质的模型中。他们发现，如果在地幔底部不包括一个较软的层，该模型就不可能重现观测到的重力测量结果。换句话说，这项研究表明，极有可能存在一个部分粘稠的深层地幔层。

研究人员推测，如果它确实存在，部分熔融层可能由一种称为钛铁矿的富钛物质组成。然而，还需要更多的研究来更好地了解这一层，并确定大约数十亿年来维持其融化的热源。

原文链接：AGU Advances,https://doi.org/10.1029/2024AV001285, 2024

版权信息：Text © 2025. AGU. CC BY-NC-ND 3.0