月球表面最大的隕石坑揭露月球兩面不同的真相

一個覆蓋了將近四分之一月球表面積的隕石坑，揭露了月球這顆衛星形成的新訊息。科學家利用放射性元素釷（Thorium），針對南極-艾特肯盆地（South Pole–Aitken basin）撞擊產生的物質進行分析後，能夠推演月球地幔及地殼發展的時間線，這項結果對於理解月球的形成和演化有重要的意義。

月球上的南極-艾特肯盆地放在太陽系之最裡也相當突出，它的直徑約2,550公里，深達8.2公里，是太陽系中前幾名的隕石坑。它在大約四十三億年前的一次劇烈撞擊下產生，當時的月球依然非常炎熱，可塑性也極強，該次的撞擊會從月球表面下挖出大量物質。

我們都知道月球以同一面面對著地球，這使得研究位於月球另一側的隕石坑並不容易，現在科學家針對該次撞擊進行模擬，發現噴出物應該落在月球表面與釷沉積物相對應的位置。面對著地球的這一面，布滿了黑斑，這些稱為月海的結構，實際上是月球遠古火山或熔岩活動所形成的黑色玄武岩平原；相較之下，背對地球的那一面，顏色要淺得多，月球背面的地殼也更厚。

科學家檢測到的大部分釷都出現在近的這一側，所以它的這種分佈通常解釋為與兩側的差異有關，但對於南極-艾特肯隕石坑的分析後，似乎又是另一個故事。

月球上的釷是在熔融時期沉積下來的，此時約為四十五億至四十四億年前，月球被熔融狀態的岩石所覆蓋，但也逐漸冷卻和凝固，這個過程中，密度較大的礦物會下沉到更深處成為地幔，較輕的則會浮上頂部形成地殼。而釷不容易與其它礦物互融，它就像一層油一樣被夾在兩個熔融層之間，過一段時間才會漸漸向地核下沉，而此時，一顆極大的隕石撞擊月球時，挖出了大量的釷層，濺遍了月球近地球的一側。

該隕石也撞擊並融化了更深的岩石，而更深層的岩石不含釷，因此兩側的表面物質似乎有很大的不同，研究人員最近在該撞擊坑中找到了幾處原始的釷礦床，期望成為未來探月任務中需要拜訪的重要地點。

【圖：美國太空總署；文：節錄自台北市立天文科學教育館網頁】 研究全文刊登在2020年12月8日的《地球物理研究：行星》期刊