3.
\ begingroup美元

Phys.org的研究表明,地球和月球并不是含氧量相同的双胞胎

他们发现,氧同位素组成根据测试岩石的类型而变化。这可能是由于撞击后熔融的月球和蒸汽大气之间的混合程度。从月球深部地幔中提取的氧同位素与地球上的氧同位素差异最大

夏普说:“这些数据表明,月球深部地幔可能经历了最少的混合,最能代表撞击者忒伊亚。”“根据我们的同位素分析结果,相对于地球,忒伊亚的起源可能离太阳更远,这表明忒伊亚独特的氧同位素组成并没有在大碰撞过程中完全消失。”

以及埃里克·j·卡诺等人的链接,地球和月球不同的氧同位素组成,《自然地球科学》(2020)。摘要说:

在这里,我们提出了一系列月球岩性的高精度氧同位素分析,并表明地球和月球实际上具有明显不同的氧同位素组成。

但“岩性”听起来指的是岩石圈这听起来不像它包括“深地幔”。

问题:他们到底是怎么从月球深处采集地幔样本把他们送到地球?要到多深才能到达地幔深处?在我的记忆中,阿波罗宇航员要么只是四处走动,捡起石头,要么敲掉一些碎片,要么偶尔手工钻孔。他们每次装载大约100公斤,然后飞回地球把维持生命的设备扔出门外以及其他不太必要的项目飞机起飞前。深部地幔听起来似乎遥不可及

\ endgroup美元

    1回答1

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    \ begingroup美元

    地幔样本有三种到达月球表面的方式。

    1. 在地幔上钻深洞,采集样本并送到地表。
    2. 从一个巨大的深撞击坑中喷出,特别是在地壳很薄的地方。
    3. 在火山爆发期间,向上移动的岩浆从火山“喷口”的壁上撕裂大块的地幔,并将嵌入在熔岩中的地幔碎片喷射出来

    我们知道阿波罗号的宇航员只钻了大约20厘米的风化层,所以没有钻到月球地幔的样本。这意味着,我们获得地幔样本的唯一方法,是在用另外两种方法从地表喷射出样本后,偶然地从地表采集样本。

    中国月球车玉兔号,在月球背面,在南极艾特肯盆地

    ...它是由40多亿年前的一次天体碰撞形成的。该盆地直径2500公里,深度约13公里,是月球上最古老、最大的撞击坑。非常大的撞击坑可能会穿透地壳,使探测器能够对月球地幔进行取样。

    ...着陆区月球土壤中含有大量橄榄石、低钙辉石和少量高钙辉石,极有可能来自月幔。

    注意这句话末尾的“很有可能”这个词。

    如果没有人见过它,我们怎么知道月球地幔是什么样子的?

    行星内部的性质和组成是通过间接证据推断出来的。阿波罗宇航员留在月球表面的地震仪测量了月球内部地震波的速度,这是对月球内部深处密度的间接测量。地幔的密度足够高,以至于普通的地表岩石不能构成它的很大一部分;岩石中一定含有大量的矿物橄榄石和辉石。此外,地幔岩石部分融化,形成了覆盖地面的海玄武岩。这些熔岩的化学成分表明它们是由富含镁和铁的岩石熔化而成的。最后,地幔的捕虏体有时被发现夹杂在熔岩中——这些碎片由橄榄石-辉石岩橄榄岩组成(在橄榄石(宝石形式是橄榄石)之后,橄榄石构成了大部分)。因此,地幔岩石富含橄榄石的想法是一个有充分根据的概念,我们有丰富的独立证据。

    有关阿波罗样本

    尽管对阿波罗号的样本进行了详尽的搜索,但没有发现地幔的样本,无论是作为盆地喷出物的碎片还是作为海玄武岩中的捕虏体。

    ...日本“月亮女神”卫星的数据显示,一些月球环形山的表面沉积物中存在橄榄石。

    ...他们绘制了这些橄榄石矿床的分布图,发现其中许多都位于大型撞击盆地的边缘。根据重力测绘得出的模型,月球的地壳被认为是薄的,地幔接近表面。因此,这些巨大的撞击盆地可能挖出了地幔的大块,把它们扔到月球表面。

    ...为什么矿物橄榄石很重要?橄榄石是一种富含镁和铁的硅酸盐矿物;它构成了岩石行星的基本组成部分之一。在岩浆(液态岩石)中,橄榄石首先结晶,其组成是岩浆组成的关键标志。

    ...由于密度大,结晶的橄榄石会沉入液态岩浆中,慢慢积聚在月球深处。随着整个月球的凝固,这些“堆积”的橄榄石和其他富含铁的矿物层将构成地幔。

    ...橄榄石是一种非常常见的矿物,在月球地壳中含量丰富。一个奇怪的事实是,月球高地岩石中的橄榄石颗粒往往含有大量的钙,这是一种次要元素,但却是结晶环境的关键诊断指标。在地球岩石中,深层形成的橄榄石含有非常低浓度的钙。

    阿波罗17号登月地点的暗岩(一种几乎完全由橄榄石组成的岩石)中的橄榄石晶体——一个被认为是月球地幔的一部分的样本——很可能来自仅几公里深处的晶体堆积,远低于地幔的几十公里深度。

    ...因为月亮宫的光谱绘图仪只探测到橄榄石的存在,我们无法区分纯橄榄石和与斜长石结晶的橄榄石,月球科学家称之为橄榄石。橄榄石在阿波罗高地样本中很常见,但在地球上是一种相对罕见的岩石。它由(或多或少)等量的橄榄石和斜长石组成,斜长石是一种富含钙和钠的硅酸盐矿物。在阿波罗号收集的岩石中,有一些岩石的起源最深,但迄今为止所有研究的岩石似乎都来自地壳,而不是地幔。没有客观证据表明,卡古崖看到的橄榄石不是来自地壳(而不是地幔)起源的橄榄岩和/或泥质岩。

    简而言之,测试的样本很可能不是来自地幔,但由于矿物学上的相似性,它被用作地幔样本的类似物。

    \ endgroup美元
    1
    • \ begingroup美元 在行星科学问题通常被认为是主题的三个网站中(天文学,太空和地球),看起来我选得很好,谢谢! \ endgroup美元
      - - - - - -uhoh
      2020年3月11日5:38

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