自转离心力对月幔温度演化影响的二维有限元模拟
2021-07-19张腾,钟振
西南大学学报(自然科学版) 2021年7期
张 腾,钟 振
贵州师范大学 物理与电子科学学院,贵阳 550025
通过月球影像研究,人们发现其正面分布着大量暗黑色的玄武岩沉积物. 相关研究表明,这些玄武岩主要由月球形成初期的古火山活动产生. 到前苏联月球3号首次拍摄月球背面时,发现月球背面并不像正面那样,除莫斯科海、南极艾得肯盆地及Apollo撞击坑外,其他区域没有任何玄武岩[1]. 进一步的研究表明,月球背面玄武岩含量约占整个背面的1%,而正面玄武岩含量占正面区域的1/3. 月球正面和背面玄武岩含量的不对称性,间接地反映了早期热演化的不对称性. 关于月球形成初期的状况,目前学界已确认了岩浆洋模型(lunar magma ocean,LMO)的合理性[2]. 该模型认为,月球自吸积后,发生了全球性的熔融事件,较轻的钙长石由于结晶,浮于岩浆洋的顶层,形成原始的斜长岩月壳,而较重的镁铁质物质下沉,结晶形成月幔. 在结晶过程中,全球性对流模式可能导致背面月壳增厚,而正面月壳变薄,易产生古火山活动[3]. Zhong等人[4]研究表明,1阶对流项会导致热演化的不对称性. Laneuville等人[5]研究表明,由于正面风暴洋一带富集KREEP产热元素,局部区域的高温,会引起月幔热对流趋向于正面产生,导致热演化的不对称性. Padovan等人[6]的研究也表明,发生在月球背面的一次大碰撞使月幔熔融逆向,导致热演化的不对称性. 月球激光测距(lunar laser ranging,LLR)数据表明地-月间距以每年3.8 cm的速度增加[7],由地-月系角动量近似守恒,可知月球自转速度在不断地变慢,早……
登录APP查看全文