科学家揭秘：为何月球表面钨-182同位素异于地球

据新华社消息，中国科学家澳门科技大学太空科学研究所祝梦华领导的国际科学团队发现，月球背对地球的一面与正对地球的一面截然不同的原因可能是由于，来自早期一颗矮行星的碰撞使得月球背面形象与厚度发生改变，这种假设也有可能解释月球表面钨磷等元素的同位素不同与地球表面的原因。

由于“潮汐锁定”效应，月球绕地球公转与自转的周期相同，人类从地球上只能看到月球固定朝向我们的一面，另外背向地球的一面被称为月球背面。一直以来人类对月球背面的了解并不多。

科学家们对美国国家航空航天局（NASA）重力回溯及内部结构实验室（GRAIL）轨道飞行器花了一年多时间围绕月球飞行得出的数据进行分析，并绘制月球重力场分布图。这些数据显示月亮正面和背面结构明显不同：正面相对平坦，而背面遍布坑坑洼洼的撞击坑，且月球背面的月壳比正面厚，最厚处达150公里，而正面月壳厚度只有约60公里。

早前对月球不对称的假设是，月球是由两颗围绕地球旋转的卫星在数十亿年前撞击融合而成，被合并的卫星覆盖在月亮的背面形成厚度差异。而祝梦华研究团队提出了另一种可能：是由于围绕太阳系旋转的一颗矮行星与月球发生撞击形成的。

研究团队根据GRAIL收集的数据，使用电脑模拟不同大小的物体以不同的速度行进冲击，在进行了360次模拟之后，确定了最接近月球真实结构的场景：大约480英里（780公里）宽的物体以14000英里/小时（22500公里/小时）的速度；或者一个略小的物体，宽度为450英里（720公里）以15000英里/小时（24500公里/小时）的速度，撞击月球靠近地球的一面，并产生大量碎片，最终落在月球背面，抛向月球远端的碎片会使月球背面月壳增加3至6英里（5至10公里）的物质，导致出现月球正背面薄厚不一的现象，也使月球面向地球的一面没有多少陨石坑。

研究人员指出，这一撞击假设还有助于解释为何在月球表面检测到的的钾、磷和钨-182同位素的含量远高于地球，这些元素可能来自这次大撞击，在月球形成之后降落月球上。此外，新研究也为进一步解释太阳系内其他不对称天体（如火星）提供了新见解。

科学家一般是通过同位元素铪-182和钨-182两种放射元素来计算地球和月球年龄的。铪-182的衰变期为900万年衰变之后的同位素为钨-182，而钨-182则是地核的组成部分之一。所有的铪完全衰变成钨需要50-60亿年的时间，并且都会沉在地核。

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