關於支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道： 訂閱。透過購買訂閱，您將幫助確保未來能夠繼續提供關於塑造當今世界的發現和思想的具有影響力的報道。
美國宇航局的一艘宇宙飛船以前所未有的細節繪製了月球地形圖，製作了一份月球隕石坑目錄，記錄了月球數十億年的撞擊歷史。月球上的隕石坑記錄為瞭解地球上由彗星和小行星等星際碎片造成的類似撞擊提供了參考，而這些撞擊的影響在很大程度上已被數十億年的侵蝕和地質活動所抹去。
月球軌道飛行器雷射測高儀 (LOLA) 是自 2009 年 6 月以來在月球勘測軌道飛行器 (LRO) 上環繞月球執行的七個儀器之一，它將雷射束射向月球表面，並測量其返回時間以 gauging 下方地形的高度。在月球上方 50 公里處，LOLA 可以精確到 10 釐米以內地確定月球地貌的高度。
一項基於 LRO 在軌道上執行時採集的超過 20 億次雷射讀數的新研究，提供了迄今為止可能最完整的月球隕石坑記錄。該研究發表在9 月 17 日出版的《科學》雜誌上。
研究人員利用 LOLA 的地形資料識別出月球表面 5,000 多個隕石坑，並將搜尋範圍限定為直徑 20 公里及以上的隕石坑。該隕石坑目錄的大小大約是美國地質調查局的唐·威爾海姆斯及其同事於 1978 年使用 20 世紀 60 年代中期美國宇航局月球軌道飛行器任務的照片製作的目錄的兩倍。“20 公里”的尺寸下限主要是為了方便起見而設定的，因為每個隕石坑都必須手動計數。布朗大學行星地球科學家、該研究的主要作者 詹姆斯·海德 說：“在某種程度上，你將一生都只能做數隕石坑這一件事。”
之前的隕石坑計數依賴於不太統一的資料，包括在不同光照角度下拍攝的照片集，這些照片集改變了隕石坑的陰影輪廓。但這項新研究使用單一雷射測距儀意味著結果不依賴於光照或儀器之間的差異。普渡大學行星科學家 傑伊·梅洛什 說：“從隕石坑分佈的角度來看，這是首次對整個月球正面和背面的同質資料集進行檢查，因此這是一項非常有用的貢獻。”梅洛什沒有參與這項新研究。
利用該資料集，海德和他的同事們能夠確定哪些區域是真正古老的，哪些區域在月球歷史上相對較近的時間內被重新覆蓋。例如，三十億或四十億年前的熔岩流淹沒了月球平原並填滿了那裡的隕石坑，而大型撞擊挖掘出大量的月球物質，這些物質落到地表，掩埋或遮蔽了附近的隕石坑。
研究人員發現，大型撞擊體除了挖掘出巨大的盆地外，還在月球表面的廣闊區域噴射出噴射物。該小組詳細調查了在月球近側西部區域形成的被稱為東方盆地的大型盆地的撞擊事件，該撞擊事件抹去了盆地本身內的所有先前存在的隕石坑，該區域面積近 70 萬平方公里。但它也覆蓋了盆地外 500 公里範圍內的部分隕石坑記錄，使約 300 萬平方公里（約佔月球表面 8%）的區域內的隕石坑數量減少。而且，海德指出，東方盆地甚至不是最大的月球盆地——更大的撞擊，例如形成雨海盆地的撞擊，將影響更大比例的地形。
從 LOLA 資料得出的隕石坑地圖也證實了亞利桑那大學的 羅伯特·斯特羅姆 及其同事在 2005 年提出的一個觀點：撞擊體種群的轉變發生在約 38 億年前，大約在東方盆地被挖掘出來的時候。相對古老的月球高地中大型（50 至 100 公里）隕石坑的比例高於年輕的熔岩平原，這意味著月球在其歷史上受到了兩種不同撞擊體種群的轟擊，後者的大型天體較少。對此類轉變的一種解釋可能是巨行星的軌道遷移擾亂了小行星帶，從而在早期將大量岩石天體拋向火星、水星、金星、地球及其衛星月球。
研究月球上的隕石坑為了解年輕太陽系的劇烈歷史提供了一個視窗，而這在地球上是幾乎無法獲得的。“這一切都對地球有影響，”海德說。“地球當時的記錄非常糟糕，因為它是一個如此活躍的行星。”