在遥远的月球上，一片熔岩的海洋可能曾经覆盖了整个月面。这个大胆的假设得到了印度最新的Chandrayaan-3任务的数据支持。科学家们在【自然】杂志上发表了他们的新发现。
2023年8月23日，一个名为Vikram的着陆器在月球表面成功着陆。随后，一个名为Pragyan的月球车被部署出来，它之前被存放在Vikram上，以探索着陆点。
Vikram的着陆点比以往任何着陆器都要偏南，这让科学家们得以一窥月球尚未被取样的地质奥秘。Pragyan月球车的测量发现，周围的月球土壤（或称月壤）中化学元素的混合相对均匀，主要由一种名为铁长石的白色岩石组成。
这些发现与月球赤道地区的两个地点的样本化学成分相似：一处是美国阿波罗16号任务的宇航员在1972年收集的，另一处是同年苏联的月球20号任务的机器人带回地球的。尽管这些样本来自月球上相隔甚远的地方，但它们的化学成分却出奇地相似，这支持了月球早期历史上曾被单一岩浆海洋覆盖的观点。
月球被认为形成于一个火星大小的行星与地球相撞时，撞击产生的岩石随后凝聚成了月球。月球岩浆海洋被认为从月球形成之初就存在，一直持续到数千万年后。
随着岩浆海洋的冷却和结晶，最终形成了构成月球地壳的铁长石岩石。Chandrayaan-3、阿波罗16号和月球20号都着陆在月球高地区域，这为比较提供了机会。这些任务的测量结果表明，月球表面的化学成分在月球车操作的数十米范围内是均匀的。
这些「地面真实」的测量对于解释轨道航天器的观测至关重要。例如，科学家们将这些结果与印度以前的两个月球任务——Chandrayaan-1和-2的数据进行了比较，这两个任务都是从轨道上测量月球表面。
这些早期航天器的测量结果与Pragyan月球车的测量结果之间的一致性，为轨道数据集带来了新的信心。轨道数据表明，该地区月球表面的化学成分在数公里范围内是均匀的。
这些测量对于解释月球陨石也非常重要。这些陨石是当太空岩石撞击月球时，从月球表面喷射到太空中的岩石样本。这些岩石碎片可能稍后会进入地球大气层，有些甚至落到地面。由于它们是从月球的不同部分随机抛出的，因此它们代表了以前任务未曾访问过的地区的样本。
然而，由于这种随机采样模式，很难知道这些陨石来自月球的哪个地方。因此，Pragyan月球车的测量结果帮助我们构建了月球不同区域的外观图，以及我们的陨石样本如何与这些区域比较。
月球岩浆海洋模型最初是在阿波罗11号任务的样本返回后提出的。这个任务着陆在一个由暗色玄武岩主导的区域。然而，研究人员注意到，阿波罗11号的土壤也包含了富含矿物长石的白色岩石碎片，被命名为铁长石。
这一发现导致了这样的假设：白色岩石代表了原始的、古老的月球地壳的微小碎片。随着岩浆海洋的冷却，密度较大的矿物如橄榄石和辉石沉到下层形成地幔，而铁长石由于比周围岩浆密度小，浮到表面形成了月球的第一层地壳。
随着时间的推移，为了解释月球样本的额外复杂性以及更普遍的月球地质观测，研究人员开发了详细模型来解释月球地壳是如何形成以及后来如何被火山爆发和撞击坑撞击所改变的。一些模型预测月球地壳有多层，顶部是铁长石岩石，下面则是更富含镁的岩石。
有趣的是，这项研究中测量的组成并不是人们所认为的原始铁长石，它被认为构成了古老的月球地壳。相反，它含有更多的镁。这一观察表明，月球地壳中某些矿物的浓度高于原始月球岩浆海洋模型所建议的。作者认为，他们的测量可能代表了构成古老月球地壳的铁长石岩石的混合组成，以及来自下层更富含镁的岩石的物质。
这些不同的物质层可能在月球撞击坑的形成过程中通过物质挖掘混合。特别是，Chandrayaan-3的着陆点可能被大约1.5-2公里的喷射岩石所覆盖，这些岩石来自所谓的「南极-艾特肯」撞击盆地——一个直径2500公里的表面凹陷，被认为是月球早期历史上由巨大的撞击事件造成的。
后来的撞击坑撞击事件将进一步混合和分布这些物质，从而产生了Chandrayaan-3任务在这项研究中测量的化学特征。这些发现为我们理解月球的起源和演变提供了宝贵的线索，也为我们未来的月球探索和研究奠定了基础。
