部分地球形态，月球地平线上的视图。 （图片来源：NASA阿波罗11号任务图片）
地球上的生命没有月球的存在将不可能存活。月球使我们地球的自转轴保持稳定，从而控制季节并调节地球上的气候。但是，关于月球是如何形成的问题存在很多争论。普遍的假设认为，月球是由一颗火星大小的小行星与地球地壳相撞形成的，地壳中的金属含量很低。但是新的研究表明，月球的次表层比以前想象的更富含金属，提供了可能挑战我们过去对这一过程理解的新视角。
发表在《地球与行星科学快报》（Earth and Planetary Science Letters）上的一项研究为月球陨石坑底部发现的尘埃成分提供了新的线索。月球勘探轨道器（LRO）任务上的微型射频仪（Mini-RF）团队的成员使用雷达对这种细尘进行成像和表征，该团队由南加州大学（USC）Viterbi工程学院电气与计算机工程研究科学家Essam Heggy领导，同时也是Mini-RF仪器的联合研究人员。研究人员得出结论，月球的次表层可能比科学家认为的更加富含金属（即铁和钛氧化物）。
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根据研究人员的研究结果，月球陨石坑底部的尘埃实际上是流星撞击期间从月球次表层被迫向上溅射的物质。当对比较大较深的陨石坑底部与较小较浅的陨石坑底部的金属含量时，研究人员发现较深的陨石坑中的金属浓度较高。
我们对月球的了解与次表层金属存在记录的变化有什么关系呢？传统假设是，大约在45亿年前，地球与火星大小的原始行星（称为“Theia”）之间发生了碰撞。大多数科学家认为，这种碰撞使地球上贫金属地壳的大量物质抛射进入了地球轨道，最终形成了月球。
关于月球形成理论有一个令人费解的情况，那就是月球上的氧化铁浓度比地球高，尽管这是科学家都知道的事实。这项特殊的研究为该领域做出了新的贡献，因为它提供了对尚未被频繁研究的月球深部物质的新思路，并假设在月球次表层可能存在更高浓度的金属。研究人员表示，有可能地球地壳中的铁含量与月球上的铁含量之间的差异超出科学家的想象，这使人们对月球形成方式的现有认知产生了疑问。
我们的月球可能比地球的金属含量更丰富，这一事实对地幔和地壳的一部分物质被抛射入轨道的观点提出了挑战。更密集的金属沉积物可能意味着必须探索月球形成的其他假设。与Theia的碰撞可能对我们早期的地球造成更大的破坏，使得更深的物质被抛射到轨道上，或者可能发生在地球还很年轻并且被岩浆洋覆盖的时候。另外，正如几位科学家所指出的，更多的金属可能暗示着早期熔融的月球表面存在复杂的冷却过程。
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Heggy认为，“通过进一步对月球次表层金属含量的了解，科学家可以限制其形成方式、演化方式以及其对维持地球可居住性的不确定度。”他进一步补充说：“仅我们的太阳系就拥有200多颗卫星，了解这些卫星在它们所绕行的行星的形成和演化中所起的关键作用，可以让我们更深入地了解地球以外的生命条件是如何、在何处形成的，以及它们可能是什么样子的。”
约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室的空间探索部门（SES）的行星探索小组（SRE）的韦斯·帕特森（Wes Patterson）是该项目的Mini-RF首席研究员，也是该研究的合著者。“月球勘探轨道器（LRO）任务与其雷达成像仪Mini-RF将继续提供使我们感到惊讶的关于我们近邻月球起源和复杂性的新见解。”
该小组计划通过Mini-RF实验继续对更多的陨石坑底部进行额外的雷达观测，以验证已发表的初步发现。
翻译：周琪
审校：戴晨
引进来源：南加州大学（USC）
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