另一個懸而未決的問題是,就高度親鐵元素而言,為什么地球和月球會如此不同?
供研究人員研究的月球巖石樣本非常有限,只有阿波羅宇航員帶回來的一些,以及偶爾落在地球上的一些月球隕石,但所有這些樣品都非來自月球內部深處。令研究人員吃驚的是,對這些巖石的化學分析計算結果表明,月球地幔高度親鐵元素含量遠低于地球地幔,只占了大約2%的比例。
如果后吸積的說法是正確的,那么地球和月球所受到的帶有金和其他元素的隕石撞擊應該是相同的,月球地幔也應該擁有與地球類似的高度親鐵元素的含量,但事實似乎并非如此。達伊和沃克認為部分原因可能是因為月球的體積比地球要小得多。
達伊將太空隕石轟炸地球和月球想象為某個人向一對體型大小不同的狗扔雪球,結果會怎么樣呢?“統計數據表明,雪球與身形高大的獵犬碰撞的概率要遠高于身材矮小的吉娃娃。”他說。換句話說,在太空隕石轟炸中,地球獲得更多的鉑和金僅僅是因為它的體積比月亮要大得多,這兩個星體經歷了相同的隕石“雪球”轟炸,但大的天體表面顯然會受到更多“雪球”的光顧。

模擬月球內部高壓的實驗顯示,富含鐵元素和缺少鐵元素的硫化亞鐵具有不同的晶體結構(上圖:含鐵量96%,下圖:含鐵量25%)。硫化亞鐵有可能被困在了月球深處的親鐵元素中,這可能也是為什么月球上硫的豐度值不同于地球的原因。
除了地球化學的解釋之外,另外還有一種可能的解釋是,月亮雖然沒有一個可以吸收高度親鐵元素進入其內部的內核,但不排除其他什么東西或力量將鉑和金留存在月球深處的可能性。加拿大達爾豪斯大學地球化學家詹姆斯·布雷南說道,這個東西就是硫。
親鐵元素對硫也有親和性,在沒有其他金屬的情況下,高度親鐵元素也會與硫元素“親近”結成團。通過研究這兩者之間的相互作用,地球化學家可以從中梳理出數十億年地質史的大致脈絡,探索巖石在受到擠壓和被融化的時候,各種元素的行為以及會發生的變化等。
不久前,科學家進行了模擬月球地幔巖石組成成分的實驗室實驗。早先研究表明月球深處沒有足夠多的硫,不足以形成硫化鐵,但模擬月球地幔的實驗表明,月球上存在有硫化鐵,而且儲量穩定。正是硫化鐵吸引了高度親鐵元素,將它們留在了看不見的月球深處。
硫的存在可能具有更廣泛的意義,可有助于我們解開太陽系內地球、月球和其他星球上水從何處來的疑問。硫和水都是相對易揮發性的化合物,且經常相伴相隨一起出現。研究人員認為,很久以前月球就失去了硫和水,畢竟今天的月球表面干燥而貧瘠。但近年來科學家們對月球巖石融化的液滴進行分析時,發現了令人驚訝的大量的硫和水,表明月球曾經有過水,而且可能比我們想象的還要濕潤。