全新解讀：美國(guó)宇航局的科學(xué)家們采用最新技術(shù)重新審視40年前獲取的月震數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)由1971年放置于月面上的儀器獲得。研究結(jié)果顯示，月球擁有一個(gè)固態(tài)的富鐵內(nèi)核，以及一個(gè)液態(tài)外核，和地球非常相似

新浪科技訊 北京時(shí)間1月11日消息，月球一般被認(rèn)為是一顆“死寂”的星球，由于較小的質(zhì)量和體積，它應(yīng)當(dāng)早已“冷卻”。但是，一項(xiàng)結(jié)合阿波羅時(shí)代數(shù)據(jù)的最新研究卻發(fā)現(xiàn)，月球可能擁有一個(gè)和地球類似的液態(tài)外“月核”。

新舊結(jié)合

這是一場(chǎng)跨越40年的緊密協(xié)作：40年前的阿波羅計(jì)劃首次將人送上了月球表面，在這項(xiàng)任務(wù)中，宇航員們?cè)谠虑蛏喜荚O(shè)月震儀。而現(xiàn)在，采用最新的地震波分析技術(shù)，結(jié)合這些1971年布設(shè)的儀器獲取的數(shù)據(jù)，美國(guó)宇航局的科學(xué)家們得出了一個(gè)令人驚訝的結(jié)果：月球可能擁有一個(gè)和地球類似的液態(tài)外“月核”。

這項(xiàng)最新的研究顯示，月球擁有一個(gè)固態(tài)、富鐵的內(nèi)月核，半徑約150英里(約合241.4公里)，其外層包裹著一層液態(tài)的鐵質(zhì)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(tài)的過(guò)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(chǎng)的演化。月球通過(guò)這種機(jī)制產(chǎn)生并維持著自己的強(qiáng)磁場(chǎng)。細(xì)致地搞清月核部位的情況對(duì)于發(fā)展精確的月球形成模型至關(guān)重要。

研究還發(fā)現(xiàn)月核部分含有少量的輕元素，如硫。這也證實(shí)了另一項(xiàng)最新的地震學(xué)研究結(jié)果，該項(xiàng)在地球上進(jìn)行的研究結(jié)果顯示地球核心部位存在輕質(zhì)元素，如硫和氧。這一研究結(jié)果已經(jīng)發(fā)表于在線版的《科學(xué)》雜志。

此研究過(guò)程中采用了大量的阿波羅計(jì)劃時(shí)代獲取的數(shù)據(jù)。根據(jù)“阿波羅被動(dòng)月震實(shí)驗(yàn)”計(jì)劃，在1969年到1972年間，美國(guó)宇航員在月球表面安放了4臺(tái)月震儀。這些月震儀記錄到連續(xù)的月震現(xiàn)象，記錄數(shù)據(jù)一直持續(xù)至1977年。

雷尼·韋伯(Renee Weber)博士來(lái)自亞拉巴馬州亨茨維爾的美國(guó)宇航局馬歇爾空間飛行中心，也是這項(xiàng)研究的首席科學(xué)家。她說(shuō)：“我們將從地震學(xué)研究中獲取的經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用于月球，從而首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)月核的直接探測(cè)。”研究小組還在阿波羅月震學(xué)數(shù)據(jù)分析中引入了陣列處理技術(shù)，這種技術(shù)可以從干擾信號(hào)中區(qū)分并識(shí)別真實(shí)的月震信號(hào)。

通過(guò)這種方法，科學(xué)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(fā)生發(fā)射。如此便能間接地得到有關(guān)月球內(nèi)部圈層分界面以及物質(zhì)組成的信息。

新技術(shù)立功

盡管先進(jìn)的衛(wèi)星獲取的大量精確數(shù)據(jù)已經(jīng)讓月球演化歷史與地形特征的研究取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。但自從阿波羅時(shí)代以來(lái)，我們對(duì)于這顆地球的唯一天然衛(wèi)星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)卻仍然沒(méi)有十足把握。

在此之前，通過(guò)對(duì)月球內(nèi)部某些特性的間接估算，科學(xué)家們已經(jīng)提出月球存在一個(gè)月核，但是關(guān)于其大小、狀態(tài)以及化學(xué)組成卻一直無(wú)法達(dá)成一致意見(jiàn)。

之所以過(guò)去對(duì)月球內(nèi)部的研究困難重重，一部分原因就在于很難將月震儀數(shù)據(jù)中的“噪音”區(qū)分開(kāi)，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(shù)字信號(hào)分離”的技術(shù)。

疊加處理后，數(shù)據(jù)樣本的信噪比得到提升，這使得技術(shù)人員得以更好地追蹤每一個(gè)真實(shí)信號(hào)的路徑和表現(xiàn)。

韋伯博士說(shuō)：“我們希望繼續(xù)挖掘阿波羅計(jì)劃時(shí)代的月震數(shù)據(jù)，進(jìn)一步改善信號(hào)質(zhì)量，以便持續(xù)改進(jìn)我們對(duì)于月核組分以及特性的估算更趨精確，并確保未來(lái)的探測(cè)數(shù)據(jù)能得到更好的分析。”

美國(guó)宇航局未來(lái)的探測(cè)計(jì)劃將帶來(lái)更豐富的數(shù)據(jù)。今年，美國(guó)宇航局將發(fā)射“重力恢復(fù)和內(nèi)部實(shí)驗(yàn)室”(GRAIL)衛(wèi)星，這是由美國(guó)宇航局的“發(fā)現(xiàn)”計(jì)劃資助的項(xiàng)目之一。這是美國(guó)宇航局面向科學(xué)界推出的科學(xué)設(shè)想資助計(jì)劃，由民間科學(xué)機(jī)構(gòu)或大學(xué)研究人員自行組團(tuán)，提出科學(xué)設(shè)想或創(chuàng)意，一旦入選，將由宇航局提供資金將其變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。目前已經(jīng)資助了諸多成功的項(xiàng)目，如發(fā)送第一輛火星車(chē)的“火星探路者”計(jì)劃，首次直接獲取彗星噴流粒子樣本的“星塵”計(jì)劃，以及首顆水星軌道器“信使”探測(cè)器等。

GRAIL衛(wèi)星項(xiàng)目將包括發(fā)射兩顆同樣的衛(wèi)星進(jìn)入月球軌道，它們將持續(xù)工作數(shù)月。在此期間以前所未有的精度測(cè)量月球重力場(chǎng)。

它們獲取的考察數(shù)據(jù)將回答有關(guān)月球的諸多懸而未決的謎題，并幫助科學(xué)家更好的理解月球內(nèi)部結(jié)構(gòu)，甚至其熱力學(xué)歷史。(晨風(fēng))