一項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)推動(dòng)了月球起源的大碰撞理論的發(fā)展。

這張?jiān)虑虻暮铣捎跋袷怯?994年美國宇航局（NASA）在克萊門?。–lementine）任務(wù)中收集到的數(shù)據(jù)構(gòu)建而成。

一項(xiàng)新的研究發(fā)現(xiàn)月球和地球之間的差別似乎比我們之前認(rèn)為的大得多，這對了當(dāng)前的月球形成模型提出了質(zhì)疑。地球起源于大約45億年前，而在過去的研究表明月球的出現(xiàn)在此后不久。在過去的三十年里，對月球起源的主流解釋是月球產(chǎn)生于兩個(gè)原行星或者胚胎行星之間的相互碰撞。其中一個(gè)是剛形成的地球，而另一個(gè)是火星大小的巖石，名為Theia，在希臘神話中以月亮之母命名。

位于阿爾伯克基的新墨西哥大學(xué)的行星科學(xué)家扎卡里·夏普（Zachary Sharp），是這項(xiàng)新研究的共同作者。他告訴天文在線， “塵埃落定后，留下了兩個(gè)星球——地球和月球。”“大碰撞理論”似乎能夠解釋有關(guān)地球與月球之間的諸多細(xì)節(jié)，比如為什么月球的體積比地球大，以及兩個(gè)星球的傾斜角度和自旋速率。然而，在過去的20年左右的時(shí)間里已經(jīng)有證據(jù)出現(xiàn)，這些證據(jù)質(zhì)疑著這個(gè)假說并為月球起源的研究提供了更多的選擇。

大碰撞的電腦模型顯示，月球70%到90%的構(gòu)成應(yīng)都來自于忒伊亞（一顆假設(shè)存在的遠(yuǎn)古行星，存在于早期的太陽系。根據(jù)大碰撞說，忒伊亞星的直徑約6000公里，差不多跟火星一樣大）。問題是，絕大部分太陽系中的天體都有著自己獨(dú)特的化學(xué)構(gòu)成，地球，月球和忒伊亞也不應(yīng)例外。然而，在阿波羅計(jì)劃中被帶回來的月球巖石樣本卻不可思議的與地球類似，而且在電腦模型預(yù)測的同位素這一指標(biāo)上更加的類似。（同一種元素的同位素有著相同的質(zhì)子數(shù)與不同的中子數(shù)）

元素(如氧)同位素的這種極端相似性給巨量撞擊的設(shè)想帶來了巨大的挑戰(zhàn)。一種可能性是，在談到氧同位素時(shí)，原始地球和忒伊亞幾乎一開始就完全相同，這似乎不太可能。另一種解釋是，在撞擊之后，原地球和忒伊亞的氧同位素完全混合在一起，這可能是由于一次劇烈的撞擊，使早期地球的一大部分蒸發(fā)了，月球從被稱為synestia的甜甜圈狀物質(zhì)中出現(xiàn)。但科學(xué)家說，這種情況和其他情況可能需要不太可能的撞擊條件。

在這項(xiàng)新的研究中，研究人員對一系列月球樣本中的氧同位素水平進(jìn)行了新的高精度測量。研究人員在先前工作的基礎(chǔ)上又?jǐn)U展了研究范圍，重點(diǎn)研究了各種類型的月球巖石。

夏普說，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，根據(jù)所測試的月球巖石類型，氧同位素組成存在細(xì)微但有規(guī)律的差異。這表明，之前的研究將月球同位素?cái)?shù)據(jù)平均起來，而忽略了巖石類型的差異，可能并沒有給出地球和月球之間差異的準(zhǔn)確圖像。

這篇研究報(bào)告的主要作者、新墨西哥大學(xué)同位素地球化學(xué)家埃里克·卡諾在接受未來美國采訪時(shí)說：“走進(jìn)這個(gè)項(xiàng)目，我們的研究結(jié)果有望與前人的研究結(jié)果相吻合?！弊盍钊梭@訝的是，我們發(fā)現(xiàn)了每個(gè)月球樣本的進(jìn)化?！?/span>

為了解釋這個(gè)發(fā)現(xiàn)，研究人員認(rèn)為，地球和忒伊亞之間的巨大碰撞確實(shí)導(dǎo)致了兩個(gè)天體之間的融合。不過，夏普說，由此產(chǎn)生的月球和地球雖然成分非常相似，但組成卻截然不同。

夏普說，后來，在撞擊后的前1000年左右時(shí)間里，撞擊留下的碎片蒸發(fā)的巖石很可能導(dǎo)致“數(shù)百年來熔巖傾瀉到月球上”。熔巖雨和覆蓋新生月球的巖漿流之間復(fù)雜的物理和化學(xué)相互作用，可能導(dǎo)致月球最上部巖石中的氧同位素組成更接近地球巖石，與地球相比，來自月球深部地幔的樣品所測月球巖石的氧同位素組成最不相同。

卡諾說，這些發(fā)現(xiàn)最重要的含義是，巨型撞擊模型不再需要解釋地球和月球之間幾乎無法區(qū)分的氧同位素組成?！蔽艺J(rèn)為這將為一系列全新的震撼場景打開大門。未來的研究可以通過分析其他月球樣本來擴(kuò)展這項(xiàng)新的研究?！彼f：“這項(xiàng)未來研究的障礙可能是我們從阿波羅任務(wù)中獲得的材料數(shù)量有限?！逼渲幸恍┰虑驇r石類型的帶回量非常小，很難獲得用于研究?！?/span>

同樣來自新墨西哥大學(xué)的月球科學(xué)家、夏普和研究合著者希普·希勒在《自然地球科學(xué)》雜志上在線詳細(xì)介紹了他們的發(fā)現(xiàn)。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學(xué)名詞

3. Charles Q. Choi -神靈之踹、投資人生，世瑜

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參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學(xué)名詞

3.原文來自：https://www.space.com/earth-moon-different-compositions-surprise.html

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