早期月球的热演化

我们对月球的早期热演化进行了数值模拟，以理解撞击诱导加热的幅度以及吸积月球的初始储存热能。本研究的主要目标是理解导致核-幔分异以及初始对流岩浆洋产生和冷却的过程性质。月球的吸积在太阳系早期约 3000 万至 1 亿年后的巨撞击事件之后以 100 年的时间尺度开始。我们研究了行星过程对撞击情景、吸积月球的初始平均温度以及在大撞击后初始一年内于洛希极限外快速吸积的原月球尺寸的依赖关系。模拟表明，吸积的月球碎片应具有约 1600 K 的最小初始平均温度。撞击将提供额外的热能。月球碎片的初始热状态取决于洛希极限内的环境，该环境经历了硅酸盐的广泛汽化与再凝结过程。在多数模拟中产生了深度超过 1000 km 的初始对流岩浆洋，并且若熔融金属通过多孔流从 bulk silicates 中熔体渗流不是核-幔分异的主要模式，则伴随全球核-幔分异。在存在多孔流的情况下，不能排除浅岩浆洋的可能性。我们的模拟表明核-幔分异发生于月球吸积的最初 $10^2$-$10^3$ 年内。多数对流岩浆洋在最初 $10^3$-$10^4$ 年内冷却结晶。