耶鲁科学家帮助NASA了解月球的起源

在接下来的五年里，耶鲁大学地球物理学家Jun Korenaga 将参与由 NASA 资助的一项科学项目，该项目旨在研究地球月球的起源和早期发展。

这个名为月球起源与演化中心 (CLOE) 的雄心勃勃的项目将开展基础研究，以支持未来人类和机器人对月球背面的探索。5 月 11 日，作为 NASA 太阳系探索研究虚拟研究所 (SSERVI) 的一部分，NASA 宣布资助五个月球科学和月球样本分析研究项目，其中包括为 CLOE 提供的 750 万美元。

Korenaga 的研究重点是地球如何进化以支持生命，他所在的团队包括来自 7 个机构的 18 名科学家和将与 CLOE 合作的国际合作者。该项目由科罗拉多州西南研究所牵头，将与正在进行的 NASA 月球科学任务协调其努力，例如预计将在本十年晚些时候将人类送回月球的 Artemis，以及商业月球有效载荷服务计划，该计划将向月球运送所需的技术和设备。

在接受耶鲁大学新闻采访时，耶鲁大学艺术与科学学院地球与行星科学教授 Korenaga 描述了他在 CLOE 中的作用，关于月球的形成和早期演化我们仍然不知道的事情——以及为什么对这些奥秘的新认识很重要。

是什么让月球成为进一步研究的有利地点?

Jun Korenaga：月球保存着古代情况和事件的记录，也可供人类探索。因此，月球具有巨大的潜力，可以为我们理解太阳系的起源和早期演化提供根本性的进步。人们认为，月球是在地球形成末期与地球发生巨大碰撞而形成的，而揭开这一事件本质所需的线索仍在月球上。

你会寻找什么样的线索?

Korenaga：现在人们意识到，我们内太阳系中的行星——水星、金星、地球和火星——受到木星和土星等巨行星轨道迁移的强烈影响。但这一戏剧性过程的时间和性质仍不确定。解决这些问题所需的关键数据被编码在月球古代撞击坑和盆地的记录中。通过准确解释月球陨石坑记录，我们不仅获得了估计整个太阳系陨石坑地形年龄所需的基本校准，而且我们还深入了解了早期地球的环境——一个已经被我们星球的地球毁灭的环境活跃的地质学。

CLOE 和 Artemis 能提供哪些数据是我们之前登月任务没有得到的?

Korenaga： 1960 年代和 70 年代的阿波罗任务收集了大量数据，但他们关注的是月球的近侧，这有助于我们了解月球目前的组成及其 40 亿年的历史。

我们的新项目将探索约 2,500 公里宽的南极盆地。它是月球上最古老、最大的撞击盆地，将提供月球最初 5 亿年的数据，目前还不是特别了解。

你在项目中的角色是什么?

Korenaga：我参与了揭示月球起源周围条件的工作。

正如我之前提到的，人们普遍认为月球是由原地球和一个巨大的撞击物之间的巨大碰撞形成的，这个撞击物和火星一样大，甚至可能更大。这场碰撞的性质一直备受争议。一次简单的碰撞无法解释月球的地球化学特征及其轨道特征。

研究月球起源的一种方法是重建早期的地月系统。我在耶鲁的团队一直在研究早期地球的各个方面，使我的团队非常适合解决这个系统的早期演化问题。我最近发表了关于这个问题的初步结果。但是还有一些重要的并发症——比如月球岩浆海洋和轨道动力学——仍然需要纳入我的理论。

潮汐演化也是一个因素吗?

国永：是的。月球形成时，它离地球很近，相当于地球半径的三到五倍。但由于潮汐作用，月球已经退到地球半径的 60 倍左右，即约 384,400 公里。

这次月球衰退是如何发生的一直存在很大争议，因为它对许多细节都很敏感。一方面，潮汐相互作用与地月距离的六次方成正比。因此，当月球仅位于地球半径的三倍时，潮汐相互作用会大大约八个数量级。让这个问题更具挑战性的是，早期地球和月球的样子很可能与现在截然不同。

CLOE 能回答其中的一些问题吗?

Korenaga：地月系统早期潮汐演化的完整图景只有通过我所做的地球动力学与西南研究所科学家所做的轨道动力学之间的合作才能呈现出来。进行这种跨学科合作非常令人兴奋。