月球地殼是由冰凍的泥漿岩漿形成的

科學家對月球的詳細研究可以追溯到阿波羅任務，當時宇航員將月球表面的岩石樣本帶回地球進行分析。阿波羅11號從月球高地地區收集樣本，從地球上很容易看到月球表面的蒼白區域。高地由一種稱為斜長巖的相對較輕的岩石構成，它形成於月球歷史的早期，距今 4。3 至 45 億年前。

月球上的斜長巖形成存在一些謎團。斜長巖高地的年齡與月球岩漿海洋冷卻所需的時間不符。但一項新研究背後的科學家認為他們已經解開了這個謎團。

地質學家對月球斜長巖很感興趣，因為它們的形成存在不確定性。它們的形成涉及分級結晶，鈣長石礦物晶體在形成時從岩漿中去除，較輕的晶體上升到地表。但他們形成的一些細節仍不清楚。

兩個原行星之間的碰撞創造了月球。其中一顆原行星變成了地球，較小的一顆變成了月球。墜毀後，月球溫度升高，整個地幔都熔化了。地質學家稱之為岩漿海洋。

當科學家們研究來自月球高地的阿波羅 11 號樣本時，證據似乎證實了月球高地的斜長巖是由分級結晶形成的。輕鈣長石晶體上升到構成高地的岩漿海洋的頂部，而較重的晶體則下沉。高地 90% 以上是鈣長石。

該圖顯示了月球上斜長巖地殼形成的較舊模型。但新的研究表明了不同的形成機制。新模型可以解決舊模型無法解決的年齡差異。

但這種解釋存在問題，兩位科學家認為他們有更好的答案。他們在一篇題為“從長壽的泥漿岩漿海洋中形成月球初級地殼”的論文中介紹了他們的工作。AGU 的地球物理快報發表了研究人員 Chloé Michaut 和 Jerome A。 Neufeld 的論文。

“自阿波羅時代以來，人們一直認為月殼是由漂浮在液態岩漿海洋表面的輕鈣長石晶體形成的，而較重的晶體則在海底固化，”來自巴黎高等師範學院的合著者 Chloé Michaut 說。德里昂。“這個‘漂浮’模型解釋了月球高地是如何形成的。”

但這個結論是基於阿波羅 11 號的樣本，現在的研究人員有更多的工具和證據可供他們使用。對月球隕石的分析和對月球表面的更深入分析與先前的結論相矛盾。月球斜長巖似乎更加異質，而不是高度分餾。鈣長石遍佈整個岩石，但地表尤其富含鈣長石。這些發現表明，我們對月球岩漿海洋的瞭解並不完整。

那麼在古代岩漿海洋中發生了什麼，在月球高地形成了這些異質斜長巖？

發生什麼事的線索之一是斜長巖的年齡範圍與岩漿海洋冷卻所需的時間之間的差異。斜長巖的年齡超過 2 億年，但海洋在大約 1 億年的時間裡凝固。

月球高地是淺色的，較暗的區域被稱為瑪麗亞，拉丁語為“海洋”。瑪麗亞是玄武岩熔岩流形成的火山特徵。當月球岩漿海洋冷卻和凝固時，高地更古老並形成。

“鑑於月球上斜長巖的年齡和組成範圍，以及我們對晶體如何在凝固的岩漿中沉澱的瞭解，月地殼一定是透過其他一些機制形成的，”共同作者、劍橋大學的傑羅姆·紐菲爾德教授說。應用數學和理論物理。

Michaut 和 Neufeld 開發了一個數學模型來識別這種機制。他們的模型表明，較重的晶體很難在月球重力較低的情況下沉降到底部。岩漿海洋中的對流也阻礙了沉降。這對研究人員發現，海洋可能形成了一種漿液，其中晶體保持懸浮狀態，而不是沉降或上升。他們還發現有一個臨界閾值。當漿料中的晶體含量高於該閾值時，漿料變得更加粘稠，並且變形減慢。

在他們的論文中，作者說：“在達到這個臨界晶體分數時，混合物粘度急劇增加，這可能導致延長的糊狀岩漿海洋階段。”

在這種情況下，漿液的表面比內部冷卻得更快。結果是我們在月球高地看到的富含鈣長石的地殼和更充分混合、泥濘的內部。