科學家利用中國繞軌航天器的數據顯示，月球背面一座古老火山下方的岩石仍然出人意料地溫暖。
他們指出，康普頓-貝爾科維奇火山群下方的地質管道中，有一大塊花崗岩由岩漿凝固而成。
領導這項研究的總部位於亞利桑那州圖森市的行星科學研究所的科學家馬修·西格勒（Matthew Siegler）說：“我想說，我們正在確認這確實是火山特徵。” “但有趣的是，它是一個非常像地球的火山特徵。”
上周公布的調查結果 在《自然》雜誌上，幫助解釋很久以前在月球的一個奇怪部分下面發生的事情。 該研究還強調了中國太空計劃收集的數據的科學潛力，以及美國研究人員如何克服障礙來使用這些數據。
在這項研究中，西格勒博士和他的同事分析了 2007 年發射的嫦娥一號和 2010 年發射的嫦娥二號上微波儀器的數據，這兩個早期的中國航天器已不再運行。 由於國會目前禁止美國宇航局和中國之間的直接合作，而且該研究是由美國宇航局撥款資助的，西格勒博士無法與收集數據的科學家和工程師合作。
“這是一個限制，我們不能直接打電話給在中國製造該儀器的工程師說，‘嘿，我們應該如何解釋這些數據？’”他說。 “如果我們能夠一直與中國科學家一起研究這個問題，那就太好了。 但我們不被允許這樣做。 但幸運的是，他們公開了一些數據庫。”
他能夠利用中國科學家馮建清的專業知識，馮建清在一次會議上認識了西格勒博士。 馮博士當時在中國科學院從事月球探測項目。
“我意識到，結合不同國家的月球探測數據將加深我們對月球地質的理解，並得出令人興奮的發現，”馮博士在一封電子郵件中說。 “因此，我辭去了在中國的工作，搬到了美國，加入了行星科學研究所。”
中國的軌道飛行器都配備了微波儀器，這在許多地球軌道氣象衛星上很常見，但在行星際航天器上很少見。
因此，嫦娥一號和嫦娥二號的數據提供了月球的不同視圖，測量了地表以下 15 英尺的熱量流動，並被證明是研究康普頓-貝爾科維奇奇點的理想選擇。
從視覺上看，該地區看起來並不起眼。 （它甚至沒有自己的名字；連字符的名稱源自兩個相鄰的隕石坑：康普頓隕石坑和貝爾科維奇隕石坑。）儘管如此，該地區幾十年來仍然讓科學家們著迷。
20 世紀 90 年代末，時任洛斯阿拉莫斯國家實驗室科學家的戴維·勞倫斯 (David Lawrence) 在研究 NASA 月球勘探者任務收集的數據時注意到 伽馬射線的亮點 從月球背面的這個位置拍攝。 伽馬射線的能量是光的最高能量形式，相當於放射性元素釷。
“這是一個奇怪的地方，在釷豐度方面非常引人注目，”勞倫斯博士說，他現在是馬里蘭州約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室的行星科學家。 “我是一名物理學家。 我不是月球地質學專家。 但即使作為一名物理學家，我也看到了這一點，並說，‘好吧，這是值得進一步研究的東西。’”
下一個啟示是在 2009 年 NASA 的月球勘測軌道飛行器抵達之後。聖路易斯華盛頓大學地球與行星科學教授布拉德利·L·喬利夫 (Bradley L. Jolliff) 領導的一個團隊 檢查了康普頓-貝爾科維奇的高分辨率圖像。
喬利夫博士說，他們看到的東西“看起來可疑地像火山口”，他指的是火山邊緣的遺跡。 “如果你認為這些特徵已有數十億年的歷史，那麼它們保存得非常完好。”
由凱瑟琳·雪莉 (Katherine Shirley) 領導的最新分析現供職於英國牛津大學的他估計這座火山的年齡為 35 億年。
由於月球土壤是良好的絕緣體，可以抑制晝夜溫差，因此微波發射很大程度上反映了月球內部的熱量流動。 西格勒博士說：“你只需要到達地表以下大約兩米，就能看不到來自太陽的熱量。”
在康普頓-貝爾科維奇，熱流高達每平方米 180 毫瓦，大約是月球背面高地平均熱流的 20 倍。 該測量值對應於地表以下約 6 英尺的負 10 華氏度溫度，即比其他地方高出約 90 度。
西格勒博士說：“這顆衛星很引人注目，因為與月球上其他地方相比，它只是發出熾熱的光芒。”
為了產生如此多的熱量和釷伽馬射線，西格勒博士、馮博士和其他研究人員得出結論，含有釷等放射性元素的花崗岩是最有可能的來源，而且必須有很多。
“這似乎更具體地確定了下面真正的材料類型，”勞倫斯博士說，他是《自然》雜誌這篇論文的審稿人之一。
“這有點像冰山一角，”他在談到最初的伽馬射線發射時說道。 “你在康普頓-貝爾科維奇所看到的，是某種更深層事物的表面表現。”
月球其他地方的火山活動也很明顯。 硬化熔岩平原——玄武岩海或海洋——覆蓋了大片表面，大部分位於近側。 但康普頓-貝爾科維奇不同，它類似於地球上的某些火山，如斐濟山和聖海倫斯火山，噴出更粘稠的熔岩。
花崗岩在太陽系的其他地方似乎很稀有。 在地球上，花崗岩形成於火山地區，板塊構造作用將海洋地殼推入大陸下方，板塊構造是推動地球外殼碎片的地質力量。 水也是花崗岩的關鍵成分。
但月球大部分是乾燥的，缺乏板塊構造。 50多年前美國宇航局宇航員帶回的月球岩石中只含有幾粒花崗岩。 但來自中國軌道飛行器的數據顯示，康普頓-貝爾科維奇下方有超過 30 英里寬的花崗岩地層。
“現在我們需要地質學家弄清楚如何在沒有水、沒有板塊構造的情況下在月球上產生這種特徵，”西格勒博士說。
喬利夫博士沒有參與研究，他說這篇論文是“一個非常好的新貢獻”。 他說，他希望美國宇航局或其他航天機構能夠向康普頓貝爾科維奇發射一艘航天器，進行地震和礦物學測量。
這樣的任務可以幫助測試關於火山最初是如何形成的想法。 一種假設是，一股熾熱的物質從地殼下方的地幔中升起，就像夏威夷群島下發生的情況一樣。
對於馮博士來說，他目前在美國工作的簽證即將到期。 他正在申請一份新的職位，在中美地緣政治角力中開啟自己的科學生涯。
“我們現在開始研究月球上其他潛在的花崗岩系統，”他說。 “此外，我們將擴展我們的模型來探索木星的冰衛星。 因此，我想盡可能長時間地留在美國。”
