月球上重要的小事：小行星撞擊導致月球兩極來回位移

 臺北市立天文科學教育館  2022-09-23 訊

在過去的 42.5 億年中，小行星撞擊導致月球的自轉軸來回轉動了約 10 度。這樣一個小變化，意味著埋藏在月球兩極隕石坑中的冰較不受影響，也表示未來的月球探索能持續進行。

NASA 月球探測計劃的發現任務：重力回溯及內部結構實驗室（ Gravity Recovery and Interior Laboratory, GRAIL ）提供了十分詳盡的月球重力場地圖，如此鉅細靡遺地讓隕石坑清晰可見。這也讓麻省理工學院的行星科學家 David Smith 想到：「月球上滿滿的隕石坑，它也代表了重力場的數據分佈。何不將其一的隕石坑抹平看看？」Smith 的團隊從這個想法出發，將直徑超過 20 公里的隕石坑一一挑出並對應 GRAIL 的重力數據，約有 5,200 個隕石坑和盆地，按照年份讓時間倒轉回到未撞擊之前的樣子。

單看每個隕石坑的影響是微乎其微的，然而當數量夠多時，隨著減去一個個隕石坑，發現月球兩極慢慢地回到數 10 億年前的位置。這些大大小小的隕石坑加起來，幾乎相當於月球背面南極艾托肯盆地（直徑約 2,500 公里）造成的重力效應，幾乎是月球表面的四分之一。

如果影響夠大時，位於月球極地的隕石坑會被推到陽光照亮的地方。一旦發生，那原先冰藏在火山口底部陰影處的揮發物都會昇華，能留下的冰就更少了，或是幾乎沒有。由於科學家們欲調查存留在兩極的冰，這一項對月球的新認識也影響了未來的月球探索，包括 NASA 即將進行的載人阿提米絲任務（ Artemis mission ）。

該研究團隊第一階段的工作，先關注直徑超過 200 公里的隕石坑，分析結果非常引人注目，是個好的開始，但這不是故事的全部，還有更多工作要進續進行。月球上有很多隕石坑超出了團隊現階段所研究的參數；儘管較小，也會產生影響。此外，月球的地質上並不如現在平靜，以前的火山活動也可能改變了它的重力分佈。看來每一個環節都很重要。
 
NASA 戈達德太空飛行中心（ Goddard Space Flight Center ）的行星科學家 Sander Goossens 說：「有一些事情我們還沒有考慮到，但我們想提醒的是：人們忽略不計的那些小隕石坑，是有影響力，而且是重要的小事。」
 
相關研究已發表在《 Planetary Science Journal 》上。（編譯 / 潘康嫻）

圖說： GRAIL 所提供的月球重力分佈圖，可見密密麻麻的隕石坑。

圖說：月球極地地形圖（左：北極；右：南極）。極點位移路線如黑線所示，白色圓圈標記時間資訊，紅色圓圈標記 42.5 億年前時極點的位置： 80.4° N ， 0° E 和 80.4° S ， 180° E 。

資料來源：Science Alert