研究表明月球上可能存在活跃的构造体系

普罗维登斯,R.I.[布朗大学]——研究人员发现,在月球的近侧有一个山脊系统,上面布满了新显露出来的巨石。研究人员说,这些山脊可能是活跃的月球构造过程的证据,可能是很久以前的一次撞击的回声,那次撞击几乎把月球撕裂了。

Images of the moon
Infrared (upper left) and other images from NASA’s Lunar Reconnaissance Orbiter revealed strange bare spots where the Moon’s ubiquitous dust is missing. The spots suggest an active tectonic process. 

布朗大学地球、环境和行星科学系教授彼得·舒尔茨(Peter Schultz)是这项研究的合著者,该研究发表在《地质学》(geological)杂志上。他说:“有人认为月球早已死亡,但我们不断发现情况并非如此。”“从这篇论文看来,月球可能仍在发出吱吱嘎嘎的响声,而且很可能就在今天,我们可以看到这些山脊上的证据。”

月球的大部分表面都被风化层覆盖,这是一种粉状的地面岩石层,是由微小的陨石和其他撞击物不断撞击形成的。月球基岩暴露在外的没有风化层的地区少之又少。但伯尔尼大学的研究生Adomas Valantinas在布朗大学做访问学者时领导了这项研究,他利用美国国家航空航天局的月球勘测轨道飞行器(LRO)的数据,发现了月球表面及其周围奇怪的裸斑,即月球近侧的大片暗斑。

舒尔茨说:“暴露在地表的岩块寿命相对较短,因为风化层的形成是不断发生的。”“所以当我们看到它们时,需要对它们如何以及为什么会暴露在某些地方做出解释。”

在这项研究中,Valantinas使用了LRO的占卜仪,测量月球表面的温度。就像地球上被混凝土覆盖的城市比乡村保留更多的热量一样,月球上裸露的基岩和块状表面在整个月夜比覆盖着回收石的表面保持更温暖。通过Diviner的夜间观测,Valantinas在狭窄的山脊上发现了500多块暴露的基岩,这些基岩的形状与月球的近地月玛丽亚有关。

舒尔茨说,人们以前曾看到过一些山脊,上面有裸露的基岩。但这些山脊位于古代充满熔岩的撞击盆地边缘,这可以解释为由于熔岩的充填而导致的重量持续下降。但这项新的研究发现,最活跃的山脊与月球近侧的一个神秘的构造特征系统(山脊和断层)有关,与填满熔岩的盆地和纵横交错在高地上的其他年轻断层无关。

“我们在这里发现的分布情况需要一个不同的解释,”舒尔茨说。

Valantinas和Schultz绘制了Diviner数据中显示的所有暴露,并发现了一个有趣的相关性。2014年,NASA的GRAIL任务在月球地壳中发现了一个古老的裂缝网络。这些裂缝成为岩浆流到月球表面形成深部侵入的通道。Valantinas和Schultz指出,这些块状山脊似乎与GRAIL所揭示的深部侵入体几乎完全一致。

“这几乎是一比一的关系,”舒尔茨说。“这让我们认为,我们所看到的是一个由月球内部发生的事情驱动的持续过程。”

舒尔茨和瓦兰蒂纳斯认为,这些古老侵入物上方的山脊仍在向上隆起。向上的运动打破了表面,使风化层流失到裂缝和空隙,留下块暴露。因为月球上光秃秃的斑点很快就会被覆盖,所以这种裂缝肯定是最近才出现的,甚至可能在今天还在持续。他们把他们发现的东西称为蚂蚁,指的是活跃的近地构造系统。

研究人员认为,这些蚂蚁实际上是在数十亿年前开始活动的,当时它们对月球的背面产生了巨大的影响。在之前的研究中,舒尔茨和他的一位同事提出了这种影响,它形成了1500英里的南极艾特肯盆地,击碎了对面的内部,也就是面向地球的近侧。岩浆随后填满了这些裂缝,并控制了在GRAIL任务中探测到的堤坝模式。由蚂蚁组成的块状山脊现在沿着这些古老的弱点追踪着持续的调整。

舒尔茨说:“这些山脊看起来像是对43亿年前发生的事情做出了反应。”“巨大的影响会产生持久的影响。月亮有很长的记忆。我们今天在地面上看到的是它的长期记忆和秘密的证据。”

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://www.brown.edu/news/2020-04-30/tectonics

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