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发现月岩含地球惰性气体为大撞击理论的有力证据

发布时间: 2022-08-23 12:52:34 来源:华体会在线网址 作者:华体会网址大全

  苏黎世联邦理工学院地球化学和岩石学研究所科学家研究非常小的月球陨石,发现成分含令人信服的证据,证明月球与地球是从相同物质形成,且可能形成于45亿年前灾难性撞击后。

  自从1960年代后期阿波罗计划(Apollo program)帮助科学家取得月球岩石以来,大撞击说(Giant Impact theory)成为月球形成的重要模型,大撞击说为一颗约火星大小天体撞击原始地球,产生碎片聚集形成月球。近期科学家分析月球岩石表明,月球与地球的地质特性有惊人相似性,尤其两星球岩质相同的稳定同位素比率,代表两者有共同起源。但要证明这件事并不容易,且更重要的是,如何描述确切影响的性质和撞击后时间序都是重要的挑战。

  来自月球的玄武岩陨石,主要是由月球地下熔融岩浆形成,当冷却凝固后,仍被地表顶层岩石保护,隔开太阳风和辐射。一次高能撞击事件,将这块岩石从月球炸开喷飞至太空,部分陨石掉落冰天雪地的南极洲,相对容易找到。

  研究团队分析6个月球陨石样本,发现陨石微小玻璃碎片含氖气和氦气等稀有气体,与地函发现的气体一致。这些气体也存在于太阳风,但来自月球地表下方的陨石样本,并未暴露于太阳风,意味气体必须是不同来源。同时科学家使用强大质谱仪分析,排除陨石受太阳风和外源污染的可能性,故惰性气体很可能起源于陆地。此发现不仅证实大撞击理论,且有助厘清此影响的性质。

  早期月球形成模型表明,大撞击说是适度缓慢的撞击过程。但最近月球形成的模型,提供其他可能产生相同结果的选择,包含与快速旋转的原始地球发生高能撞击,这将产生碎片和蒸发物质组成的熔融圆盘,凝结形成月球。

  研究团队提出两种关于惰性气体如何锁在月球内部说法:第一种情况,月球形成后,初期环境充满岩浆海,需要几百万年才能冷却凝固,撞击事件就提供充足时间,让物质传递至月函,并与整体月函混合。第二种情况,月球是从撞击后地函碎片吸积形成,使惰性气体直接存储在月球月函,就像存储当地球地函。

  大撞击理论现在几乎可得到验证,研究团队发现的证据令人信服,但还有更多需要解决的问题,团队正为掌握精确初始撞击事件的确切性质努力,研究月球陨石其他更难识别的惰性气体,如氙气和氪气,未来可能发挥作用。相关研究发布于《SCIENCE ADVANCES》期刊。