该论文介绍,月球正面(即面向地球的一面)和背面在地质学、火山活动、月壳厚度上有明显差异。正面颜色较深,布满了熔岩(说明火山活动更密集),而背面地势更崎岖。一些研究人员此前提出假说,认为这些不同或能用月球内部结构差异来解释,但一直缺乏观测性证据。
在本项研究中,论文第一作者兼通讯作者、美国加州理工学院喷气推进实验室R. S. Park和同事及合作者一起,通过分析来自NASA的GRAIL任务的数据,绘制出月球对其绕地轨道的引力响应,这能揭示该卫星的内部结构。他们发现,正面和背面月幔的变形能力相差2%-3%,随后开展的月球结构模拟确定,这些数字可用两个半球的月幔温度相差100-200开尔文来解释,即正面月幔比背面的温度更高。
论文作者因此提出假说认为,维持这种热差异的可能是月球正面内部的钍和钛的放射性衰变——可能是30亿-40亿年前在正面月表形成的火山活动的残骸。