⽉球⾄少形成于44.6亿年前。图⽚来源:NASA
⼀项10⽉23⽇发表于《地球化学展望通讯》的研究发现,⽉球的年龄⽐之前认为的要“⽼”4000万年。这意味着⽉球⾄少形成于44.6亿年前。
“⽉球起源”是个⼗分古⽼的问题。有科学家认为,在太阳系演化的早期,⼀颗⽕星⼤⼩的星球与地球发⽣撞击,抛射出来的物质在太空中围绕地球运⾏,最终形成了⽉球。
当⽉球表⾯的岩浆冷却固化后,可能形成名为锆⽯的晶体。由于锆⽯晶体中含有放射性铀,它以明确的速率衰变成铅,因此科学家可以通过测量⽉岩样本中的铅和铀含量来确定其年龄。
论⽂作者之⼀、美国芝加哥⼤学教授Philipp Heck团队利⽤⼀种名为原⼦探针断层扫描的技术,重新分析了1972年“阿波罗17号”任务从⽉球带回的锆⽯晶体,发现这些锆⽯已有44.6亿年的历史。“我们现在确定了锆⽯的历史,因此可以知道⽉球表⾯岩浆凝固的基本时间。”Heck说,“这基本上锚定了⽉球年表。”
2021年,Heck团队曾使⽤⼀种质谱仪分析过⽉岩样本,发现该样本年代久远,但这项技术⽆法确定样本中的铅来⾃放射性衰变还是偶然存在。如今,原⼦探针断层扫描技术可以对原⼦的构成和位置进⾏详细分析,这有助于证明⽉岩样本中的铅确实来⾃放射性衰变。研究⼈员使⽤激光从已锐化为“纳⽶级尖端”的晶体表⾯蒸发原⼦,进⽽检测铀和铅原⼦的⽐例。
未参与此次研究的英国开放⼤学教授Mahesh Anand评价:“太阳系形成于⼤约45.7亿年前,这意味着我们可以合理精确地确定⽉球的形成时间。”Anand说,以前的研究表明,形成⽉球的特殊撞击发⽣在太阳系形成后的5000万年,因此,这项研究将为我们提供⼀个⾮常狭窄的时间窗⼝。⽉球的形成和凝固⾮常迅速,都发⽣在5000万年的时间窗⼝内。