月球形成时速度极快且环境炎热，它很可能被岩浆海洋所覆盖。当熔岩逐渐冷却凝固时，形成了月球的地幔和满月时人们所看到的明亮地壳。但在表面更深的地方，月亮却严重失衡。模型表明，岩浆海洋的最后残渣结晶成了致密矿物，包括钛铁矿。

研究人员解释说，由于这些重矿物比下面的地幔密度高，所以产生了重力不稳定。不知何故，在接下来数千年里，这些致密物质沉入了内部，与地幔混合，融化后又返回月球地表，也就是人们今天观察到的富钛熔岩。

那么，在月球地幔的重力翻转过程中，钛铁矿是一点一点地沉没，还是在月球完全凝固后一下子就沉没了？是在全月球范围内沉入内陆，然后在近侧上升，还是先迁移到近侧然后下沉？

新研究中，研究人员将富含钛铁矿的下沉层模拟与美国国家航空航天局（NASA）的GRAIL（重力恢复和内部结构实验室）任务探测到的一系列线性重力异常进行了比较。

结果发现，GRAIL任务测量的重力特征与钛铁矿层模拟结果一致。正如GRAIL所揭示的，钛铁矿物质迁移到月球的近侧，并以片状瀑布的形式沉入月球内部，留下了导致月球重力场异常的痕迹。

研究团队的观察还给出了这次事件的时间：钛铁矿层在42.2亿年前沉没。

研究人员表示，这是首次有了展示月球演化关键阶段的实物证据。模型和数据正确地结合在一起，揭示了关于月球地幔重力翻转的秘密。 （记者 张佳欣）