澳科大學者在國際著名學術期刊《自然-地球科學》揭示月球正反面不對稱性分佈成因

澳門科技大學月球與行星科學國家重點實驗室在月球早期演化重大問題上再有突破!實驗室丁忞助理教授的研究論文"Lunar compositional asymmetry explained by mantle overturn following the South Pole–Aitken impact"於2022年1月10日在國際著名期刊Nature Geoscience刊載。該研究解釋了月球正反面不對稱性分佈的內外動力學耦合成因模式,為月球及其他類地行星早期熱化學演化過程提供了新思路,也為月球、火星等行星探測任務提供了新的科學支撐,並得到了澳門科學技術發展基金會的大力支持。論文的共同第一作者兼通訊作者丁忞助理教授博士畢業於麻省理工學院,於2019年加盟澳科大月球與行星科學國家重點實驗室,從事類地行星地球動力學研究。

丁忞助理教授

月球正反面的物理化學不對稱性形成於月球演化的早期,是月球後續演化的起點,深刻影響著後續地質和熱化學動力學長期演化的方向。但其形成機制仍不清楚。該研究目前提出的主要成因機制包括外動力撞擊和內動力地幔對流作用,均無法清楚解釋月球地形、殼層結構、玄武岩分佈、化學成分、剩餘磁場、地質年代等觀測特徵。考慮到內外動力學過程在月球演化過程的普遍性,該研究提出月球最大的撞擊事件(即月球背面南極─艾特肯盆地形成事件)造成的熱異常可以通過地幔對流過程,促使月球正面形成富含鈦鐵礦和克裏普岩的月幔源區,從而形成化學成分的正反面不對稱性分佈。通過耦合撞擊動力學和地幔動力學數值模擬方法,證明了內外動力學耦合演化模式有助於更好地理解類地行星的早期演化過程。Nature雜誌並以「宇宙撞擊揭示了月球上的一個謎」為題,將該研究作為亮點予以報道。

澳科大月球與行星科學國家重點實驗室以促進國家行星科學的發展,培養國家所需的行星科學高質量人才為己任,深度參與國家深空探測計劃。作為中國唯一一所專職從事月球與行星科學研究的科研機構,科研人員全面參與嫦娥探月工程的數據分析和研究工作;聯合中國科學院紫金山天文台,進行嫦娥一號、二號的伽瑪射線譜儀的研製和數據分析工作;與內地科學家共同分析嫦娥三號、嫦娥四號的有效科學數據,取得了豐碩的科學成果。此外,實驗室科研人員也正在對嫦娥五號月球樣品進行分析。

與此同時,月球與行星科學國家重點實驗室多名科研人員作為核心科學家,深度參與中國首次火星探測任務「天問一號」的探測資料分析和研究,並積極參與國家後續深空探測計劃,推動未來在小行星、以及巨行星的探測計劃,助力國家月球與行星科學的發展。

References:

1. https://www.nature.com/articles/s41561-021-00872-4

2. https://www.nature.com/articles/d41586-022-00064-z