透过望远镜,我们能看到月球上45亿年来积累下来的效应依然在进行。有些是很久以来的显著地貌——比如亚平宁山脉(Monte Apenninus),这条高耸的山脉在38亿年前的雨海(Imbrium)盆地销蚀时期形成——到现在都还清晰可见。而其他一些面积很大的地貌,却由于后期火山作用和陨击侵蚀渐渐从视野中消失了。
幸运的是,通过重力恢复和内部实验室(缩写为GRAIL,也叫圣杯)太空飞船描绘的月球精确重力地图,我们可以揭示月表下隐藏地形的证据。特别的是,陨星撞击盆地在月亮上形成了最大的重力异常区,它们一般由中心高重力区或质量瘤(质量密集区)和周围环绕的一圈低重力区构成。它们在下面的地图中分别由蓝色和红色表示。盆地中间的高重力是盆地地下致密地幔物质上升的结果,浓密的熔岩海填充了盆地地表其余部分。低重力是由较厚的低密度地壳物质环带导致的。
NASA圣杯计划描绘出了月球重力场细节,蓝色为高重力,红色为低重力。该地图揭示出冲击盆地地表下的牛眼区域重力特征。NASA
这就是东海(Orientale)撞击盆地的基础模型了,但仅仅是月球西部边界的一部分。在它附近有两个更小的盆地,展示出前面提及的标志性的红-蓝色特征。图中牛眼状地貌的北半部分是格里马尔迪(Grimaldi)盆地,它的质量密集区直径达220公里,同环绕其暗熔岩中心平原的边缘区一样大。?值得注意的是格里马尔迪不是陨星坑(或称环形山),而是盆地(一个陨星坑有两层以上的环状外缘)。它巨大的(宽达460公里)但更微弱的外缘在图片上很难看到,但在重力地图上它呈现的红色区清晰可见。技术上讲因为格里马尔迪拥有熔岩地表,其可以被叫做格里马尔迪海。?再往南就是另一个大小几乎相同的“牛眼状”重力中心。当然它也一定对应于一个盆地——但从月表上观察没有明显的盆地地貌存在。月球地质学家把这个隐藏的地貌叫做CSB(Cruger-Sirsalis Basin)盆地,其名字源于两个交叠在一起的环形山。Cruger环形山有46千米长,靠近盆地中心的熔岩表面,Sirsalis是东北两个重叠的环形山中明亮的一个。根据重力特场征,CSB的外缘直径约在240千米到400千米之间。
CBS位于月球西部边缘的格里马尔迪盆地南边,表面看并没有边缘,但重力特征(中图)和满月时明显的熔岩海斑块证实了它的存在。NASA
CSB的中心是一片相对平坦的地带,几乎没什么大陨星坑。通常盆地最明显的特征是它的边缘,但CSB却没有。边缘的消失很可能与盆地的位置相关,盆地靠近更年轻更巨大的东部盆地。后者的喷发扫荡了这片区域,冲垮并用沙石碎片洪流遮盖住这片早先存在的地域。格里马尔迪盆地离东方盆地的距离和CSB差不多远,现在还保留有大部分边缘结构。可能CSB比格里马尔迪盆地形成得早,它的表面特征已经在形成东方盆地的撞击发生时衰退了。有趣的是CSB和格里马尔迪盆地的中心在海拔上都比周围地形低1到1.5千米——因此盆地凹陷能使其在边缘消失后仍保持下来。?这种隐藏的盆地解释了为什么大家能在满月看到Cruger、月湖(Lacus Aestatis)及其附近的熔岩海小斑块。所有这些河流都位于CSB内边缘里,因为地壳很薄,冲击导致的断层容易将其贯穿,这些断层为下面的岩浆蓄池提供了水渠,使熔岩河流渗出了表面。?重力数据同样提供了另一神秘事件的线索。瑞玛沟纹(Rima Sirsalis) 是一条直线沟纹,在德维科(De Vico A)陨星坑附近有一处惊人的大转弯。“圣杯”地图中的转弯明确显示,沟纹如果一直保持直线的状态,将穿过盆地质量瘤与周围的月壳岩石间的边界。所以可能是 与盆地相关的月质突变造成了沟纹急弯。
借于月球的天平动,图中黄点指示出的这几个地区在几个关键日期时最倾斜靠近地球。NASA
如果你想经历一次个人月表探险,格里马尔迪盆地和CSB是很好的研究区域。喜欢实践的话在8月18日和之后几天的时间段进行观测。格里马尔迪盆地的暗熔岩海周围环绕了一部分留存下来的边缘,很容易找到。?然后在下面附近寻找物质相对平滑,在盆地南部边缘外的区域。这是内外边缘中间的沟壑,看着不是环形山,但却有低海拔的特征。在盆地北面的壕沟和外边缘几乎不可见。?想象一下会有什么曾存在于CSB。这座遗失盆地的中心位于易辨认的Cruger环形山北部。注意这片中心区域相对平坦,遍布着由东方盆地的喷发物堆积而成的丘陵。在凹凸不平的表面下数十米可能是240千米宽的熔岩流平原,其中有些河流在Cruger、月湖处穿出到地表,到了Rocca A表面上(Cruger西北部)。重力地图展示出,达尔文环形山和其他未命名的已损毁的环形山占据了红色的低密度月壳区域。?所有这些不同的数据——重力,地形学,成像——仅仅窥探出了月球复杂历史的冰山一角。月表只是了解所有发生的事情的起始点,我们可以悠然地想象在月球更深处可能存在的一切。 ?
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