新数据表明：月球曾被岩浆海洋大面积覆盖

大约 45 亿年前，一个被称为忒伊亚（Theia）的火星大小的原行星遭遇了非常糟糕的一天。它的轨道使其与另一个更大的原行星发生碰撞，两者以如此巨大的力量碰撞在一起，以至于忒伊亚基本上被摧毁了。公平地说，另一个原行星的情况也好不到哪里去：撞击的力量将其大量的体积炸到了太空中。其中一些物质像雨点一样落回表面，而其余的则与忒伊亚的残骸混合在一起，最终合并成一个卫星：我们的月球。

大约 45 亿年前，一个被称为忒伊亚（Theia）的火星大小的原行星遭遇了非常糟糕的一天。它的轨道使其与另一个更大的原行星发生碰撞，两者以如此巨大的力量碰撞在一起，以至于忒伊亚基本上被摧毁了。公平地说，另一个原行星的情况也好不到哪里去：撞击的力量将其大量的体积炸到了太空中。其中一些物质像雨点一样落回表面，而其余的则与忒伊亚的残骸混合在一起，最终合并成一个卫星：我们的月球。

这种情况代表了我们对于月球形成的最佳理解。8 月 21 日发表于《自然》杂志的一篇新论文为这一理论提供了新的证据，但也对我们为模拟碰撞所构建的模型细节提出了疑问。这篇论文依据月船 3 号任务收集的数据，其“普拉吉安”号月球车从月球的高纬度地区收集了第一批风化层样本。

正如该论文的主要作者桑托什·瓦达瓦莱（Santosh Vadawale）向《大众科学》（Popular Science）解释的那样，该理论的一个关键方面是“月球岩浆海洋假说”。灾难性撞击所释放的能量“会使月球外部几百公里融化”。这意味着新形成的月球完全被岩浆所覆盖：那是一个全球性的岩浆海洋，其炎热且深厚，至少需要数千万年才能冷却并凝固成岩石。

如果月球表面呈液态的状态持续了数百万年，我们预计相对较轻的矿物质会浮到表面，而较重的矿物质会沉到底部。（想想油和水的混合物最终会如何分离，油会浮在水的上面。）瓦达瓦莱说，从地质学角度来看，我们预计月球表面主要由被称为斜长岩的矿物质组成：“月球岩浆海洋假说的一个关键预测是存在一个主要由斜长岩组成的地壳。”

这一预测最先由阿波罗任务加以检验，其采集的样本发现，月球表面在很大程度上的确是斜长岩质的。从那以后，另外几个 任务从赤道和中纬度地区采集了样本，但直到“月船 3 号”抵达之前，靠近两极的地区仍未被探索。

“高纬度地区……由于年代更久远，受到了更多撞击坑的影响，”瓦达瓦勒解释说。“这使得确定足够大的安全着陆区域变得具有挑战性，这可能就是为什么大多数[早期]着陆都发生在相对安全的月海地区。然而，在靠近两极的地方着陆的重要性已经为人所知有一段时间了，而且……在高纬度地区着陆的尝试次数一直在增加。”

瓦达瓦勒表示，“月船 3 号”代表了在这样一个区域的首次完全成功着陆。它的成功使一辆探测车得以部署，该探测车采集了附近土壤的样本，让研究人员能够检查其成分，并将其与地势较低地区的成分进行比较。瓦达瓦勒说，该地形的成分在很大程度上与预期相符：“这个区域的风化层主要是……类似于赤道高地地区。这为月球岩浆海洋假说提供了进一步的支持。”

然而，一个意外之处在于存在相对大量的橄榄石，这是一种相对较重的含镁矿物。瓦达瓦勒解释说，发现这种矿物本身并不罕见：“虽然月球岩浆海洋的早期模型表明地壳由纯斜长岩构成，但该模型的进一步发展表明地壳……[包含]一定量的含镁和含铁矿物[如]橄榄石和辉石。”这种重矿物也可能因大型流星撞击而从地表下被抛射出来——而“月船 3 号”的着陆点靠近南极-艾特肯盆地，这是月球上最大、最古老、最深的撞击坑。

因此，出乎意料的不是橄榄石的存在——而是存在的橄榄石的数量之多令人惊讶，尤其是橄榄石与另一种名为辉石的重镁基矿物的比例情况。其他样本中辉石的含量高于橄榄石；然而，“普拉吉安”采集的样本中橄榄石的含量高于辉石。正如论文所提到的，“这是一个新发现，与其他的月球高地土壤（来自返回样本库和月球陨石）不同。”

为什么？目前还无人知晓。但这可能非常重要，因为它有可能进一步完善关于月球究竟是如何形成的模型。瓦达瓦勒说：“橄榄石略多于辉石这一解释是一个非常重要的发现，因为它有可能限制不同的月球岩浆洋模型。”然而，他告诫不要急于下任何结论：“只有通过进一步的建模才能得出更具体的细节。”