關于月球的形成一直是個謎，也有諸多理論試圖解釋月球起源之謎。在最近發(fā)表于《自然》雜志上的一項新研究中，科學家使用最先進的技術來支持這個月球形成理論：月球是誕生自猛烈、高能的碰撞而不是輕微、低能的碰撞。
在1970年代，兩組獨立的天體物理學家得出結論，一個火星大小的天體和原始地球發(fā)生擦撞而產生了月球。這種大碰撞理論解釋了很多方面，諸如月球相對于與地球而言尺寸較大、地球和月球的自轉速率，它逐漸成為了月球形成的主要理論。
然而在2001年，有科學家發(fā)現(xiàn)在地球和月球巖石中的各種元素的同位素組成幾乎完全相同。這項研究的樣本是來自1970年代的阿波羅任務從月球表面帶回的巖石，它們與地球巖石有著相同數量的三種穩(wěn)定的氧同位素。
撞擊物與地球有著相同的同位素特征的這種幾率很小，這個發(fā)現(xiàn)是輕微、低能碰撞理論的一個主要絆腳石。一種普遍的高能碰撞模型描述了這樣的碰撞非常猛烈，撞擊物和地幔蒸發(fā)，然后混合形成一個厚厚的熔融/蒸汽地幔氣氛，它增長至現(xiàn)代地球的500多倍。月球在這塊氣體云物質冷卻中形成。
研究月球巖石
在這項研究中，科學家從幾項任務評估了七個月球標本，并檢測了它們的鉀同位素比率。他們發(fā)現(xiàn)，相對于地球巖石而言，月球巖石中鉀的重同位素明顯要更富集（大約千分之0.4）。
根據研究團隊，只有高溫過程才能以這種方式將鉀同位素分離。與較輕的同位素相反，較重的同位素會率先從蒸汽冷凝。
然而，研究表明如果這個續(xù)發(fā)事件發(fā)生在絕對真空中，這將導致鉀的重同位素在月球上富集至大約千分之100，遠遠大于所發(fā)現(xiàn)的實際值。出于這個原因，科學家表示高氣壓會抑制分餾，月球可能在超過10倍大氣壓力下凝聚而成。
因此，研究小組所發(fā)現(xiàn)的月球巖石富集鉀的重同位素支持了猛烈、高能的碰撞模型。
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