月球富钛玄武岩喷发对月球生热元素丰度的约束

摘要

近几十年来,对月球的遥感观测以及对月岩样品的分析揭示了月海玄武岩、镁铁质月球玻璃等的时间和空间分布特征,其被认为与月幔的热化学演化密切相关,并且引出了许多解释模型.本文考虑月球结晶末期在上部形成的致密的钛铁矿层和下部的月幔,由于密度原因钛铁矿层发生倒转,之后受热上涌产生玄武质岩浆等的演化过程,从热化学演化的角度为月海玄武岩、月球玻璃等的形成提供了一种可能的机制.然而,上述演化过程时间尺度和形态结果很大程度上是由月球内部生热决定的.我们使用包括月核演化的三维月幔对流模型来研究不同生热元素丰度对月幔倒转和之后火山喷发的影响效果,我们的模型揭示了不同的内部生热将会保持相似的演化模式,但会改变热化学演化的时间,同时结果表明,在月幔参考黏度为1×10^(21) Pa·s的情况下,在3.9 Ga集中喷发月海玄武岩要求月球的生热元素丰度至少与地球相当.