距离阿波罗 11 号任务已经过去 50 年了，但我们对月球的了解仍然非常有限。我们才刚刚触及了解它的表面，字面意义上的。一篇发表在《地球物理学研究快报》上的最新论文概述了在月球上最大的陨石坑下方数百英里处发现了一个巨大的物质体——真的是巨大的。科学家们对它是什么以及它是如何到达那里的感到困惑。
“起初我们真不敢相信，”普渡大学地球物理学家、新研究的合著者 H. Jay Melosh 说。“有些其他的月球盆地已知存在质量异常，”就像 1968 年阿波罗计划之前的月球轨道器任务首次发现的那样。“但南极-艾特肯盆地从未被发现有过这种质量异常。”
南极-艾特肯盆地是太阳系已知最大的陨石坑所在地。直径超过 1200 英里，深几英里，据估计约有 40 亿年的历史，它位于月球的背面，这就是为什么在你所有的月球观测经历中从未见过它。据认为，位于该陨石坑下方的未知质量体埋藏在地下 370 英里以上，其体积大约是夏威夷大岛的五倍。
尽管我们看不见它，也没有实际的方法直接研究月球表面下的物质，但我们知道它潜伏在那里，这要归功于引力。在太空中运行的行星和月球不会产生均匀的引力场。它会根据物体内部质量的分布而波动。
我们可以通过让卫星飞过表面来测量月球的引力场。由于质量较大而产生的更强的引力会使航天器加速朝向表面。相反，当卫星飞过质量较轻的区域时，它会向上反弹。将所有这些飞行数据汇总在一起，就可以绘制出月球的引力场图，并指示哪些部分比其他部分包含更多的质量。
这对于我们能看到的那一侧月球来说很容易做到，但历史上，我们一直无法与飞过月球背面的一切进行通信。NASA 为其重力恢复与内部实验室（GRAIL）任务解决了这个问题。他们在 2011 年和 2012 年发射了两颗月球轨道器，并用了一年的时间通过测量两艘航天器绕月轨道运行距离的变化来收集引力场和地质数据。这是当时一项精度极高的调查。
新研究的几位作者曾是 GRAIL 项目的成员，他们对深入研究该研究中测得的引力异常很感兴趣。其中几位专门研究表明引力异常来自南极-艾特肯盆地的数据。当他们将这些测量结果与月球勘测轨道飞行器获得的月球地形数据相结合时，团队就知道地表深处有什么奇怪的东西。
根据当时已知的信息，该区域被认为是处于均衡状态，或者说处于重力平衡状态。“我们认为它不太可能支撑任何形式的重力异常。然而，分析结果仍然显示出这种过量的重力。”数据还表明它不可能靠近地表——它必须深埋地下——而且足够重，能够将盆地压低半英里以上。
一个早期的理论认为异常是由致密的晶体组成的，但没有好的方法来解释这些晶体是如何形成的。“我们谁也不太相信，”Melosh 说。“这确实是一种权宜之计的解释。”
研究人员普遍接受的解释是，该质量由撞击月球并真正形成该陨石坑的弹击体的核心（可能是铁镍）组成。研究人员一开始不太愿意接受这种解释，因为它听起来有点过于奇幻，但 Melosh 认为这个理论随着时间的推移变得越来越有力。
总的来说，这一发现给我们在更详细地了解月球地质的持续尝试带来了阻碍。目前有一些模型表明月球的内部仍然足够温暖，可以促进地幔对流，热量允许月球内部物质移动。如果我们把我们在地球上对这一过程的理解应用到月球上，那么就意味着这种异常质量应该已经沉入月球核心并与之融合。显然，它仍然悬浮在那里，因此科学家们现在正试图弄清楚这些模型是否准确，或者我们是否遇到了其他情况。
“像这样的致密异常应该已经下沉并并入月球核心，”Melosh 说。它仍然存在这一事实可能在告诉我们，月球比我们曾经认为的更坚硬、更冷。Melosh 认为我们可能需要修改我们的模型，使其能够解释一个更坚固的月球，而不是一个更熔融的月球。
然而，重写和运行这类计算非常耗费资源，而且目前还不清楚我们是否会很快解决这个谜团。我们不太可能获得比 GRAIL 所达到的更好的引力场评估，但 Melosh 说，“我们可以做的是通过地震定位这个东西，这将是一直被讨论但从未实施过的地震网络的另一个理由。”他提到的提案将在月球周围建立新的地震仪来收集任何地震活动数据。这些数据可用于更详细地了解月球内部，包括南极-艾特肯盆地下的质量是由什么组成的。“这样我们就能更多地了解月球。”
