NASA新發現月球擁有液態核似地球結構(圖)
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- 時間:2011-1-11 15:21:13 來源:新浪科技
新浪科技訊 北京時間1月11日消息，月球一般被認為是一顆“死寂”的星球，由于較小的質量和體積，它應當早已“冷卻”。但是，一項結合阿波羅時代數據的最新研究卻發現，月球可能擁有一個和地球類似的液態外“月核”。
新舊結合
這是一場跨越40年的緊密協作：40年前的阿波羅計劃首次將人送上了月球表面，在這項任務中，宇航員們曾在月球上布設月震儀。而現在，采用最新的地震波分析技術，結合這些1971年布設的儀器獲取的數據，美國宇航局的科學家們得出了一個令人驚訝的結果：月球可能擁有一個和地球類似的液態外“月核”。
這項最新的研究顯示，月球擁有一個固態、富鐵的內月核，半徑約150英里(約合241.4公里)，其外層包裹著一層液態的鐵質外核，厚度約為205英里(330公里)。但與地球的不同之處在于，月核的最外層還有一層半熔融狀態的過渡層，厚度約300英里(483公里)。
這一新的成果將有助于理解了月球磁場的演化。月球通過這種機制產生并維持著自己的強磁場。細致地搞清月核部位的情況對于發展精確的月球形成模型至關重要。
研究還發現月核部分含有少量的輕元素，如硫。這也證實了另一項最新的地震學研究結果，該項在地球上進行的研究結果顯示地球核心部位存在輕質元素，如硫和氧。這一研究結果已經發表于在線版的《科學》雜志。
此研究過程中采用了大量的阿波羅計劃時代獲取的數據。根據“阿波羅被動月震實驗”計劃，在1969年到1972年間，美國宇航員在月球表面安放了4臺月震儀。這些月震儀記錄到連續的月震現象，記錄數據一直持續至1977年。
雷尼·韋伯(Renee Weber)博士來自亞拉巴馬州亨茨維爾的美國宇航局馬歇爾空間飛行中心，也是這項研究的首席科學家。她說：“我們將從地震學研究中獲取的經驗應用于月球，從而首次實現了對月核的直接探測。”研究小組還在阿波羅月震學數據分析中引入了陣列處理技術，這種技術可以從干擾信號中區分并識別真實的月震信號。
通過這種方法，科學家們可以了解月震波如何在月表之下傳播，以及在月表下何處傳播，或在某處發生發射。如此便能間接地得到有關月球內部圈層分界面以及物質組成的信息。
新技術立功
盡管先進的衛星獲取的大量精確數據已經讓月球演化歷史與地形特征的研究取得了長足的進步。但自從阿波羅時代以來，我們對于這顆地球的唯一天然衛星的內部結構卻仍然沒有十足把握。
在此之前，通過對月球內部某些特性的間接估算，科學家們已經提出月球存在一個月核，但是關于其大小、狀態以及化學組成卻一直無法達成一致意見。
之所以過去對月球內部的研究困難重重，一部分原因就在于很難將月震儀數據中的“噪音”區分開，從而獲取清晰的月震信息。
為了克服這一困難，韋伯博士和她的小組采用了一種被稱為“震波疊加”(seismogram stacking)，或稱為“數字信號分離”的技術。
疊加處理后，數據樣本的信噪比得到提升，這使得技術人員得以更好地追蹤每一個真實信號的路徑和表現。
韋伯博士說：“我們希望繼續挖掘阿波羅計劃時代的月震數據，進一步改善信號質量，以便持續改進我們對于月核組分以及特性的估算更趨精確，并確保未來的探測數據能得到更好的分析。”
美國宇航局未來的探測計劃將帶來更豐富的數據。今年，美國宇航局將發射“重力恢復和內部實驗室”(GRAIL)衛星，這是由美國宇航局的“發現”計劃資助的項目之一。這是美國宇航局面向科學界推出的科學設想資助計劃，由民間科學機構或大學研究人員自行組團，提出科學設想或創意，一旦入選，將由宇航局提供資金將其變為現實。目前已經資助了諸多成功的項目，如發送第一輛火星車的“火星探路者”計劃，首次直接獲取彗星噴流粒子樣本的“星塵”計劃，以及首顆水星軌道器“信使”探測器等。
GRAIL衛星項目將包括發射兩顆同樣的衛星進入月球軌道，它們將持續工作數月。在此期間以前所未有的精度測量月球重力場。
它們獲取的考察數據將回答有關月球的諸多懸而未決的謎題，并幫助科學家更好的理解月球內部結構，甚至其熱力學歷史。(晨風)
