最近一则消息引起了大家的疑惑:月球的年龄只有是20.3亿岁?之前不是说跟地球差不多大么?还有消息说“中国科学家为月球延寿8亿年”,又是怎么回事?正确说法应该是20.3亿年其实是中国科学家测定的嫦娥五号采集到的月壤样品的年龄,而不是月球的实际年龄。
月球的年龄我们可以用一句话解释:月球与地球一样诞生于大约45亿年前,但地球至今还“活着”,月球却在大约20亿年前“死了”,某些媒体宣传的所谓月球的“年龄”,其实是它“死亡”时距今的年龄。
判断星球死亡与否的证据在于星球上是否还有大规模岩浆活动,而所谓“延寿”是指中国科学家证明月球在20亿年前仍存在岩浆活动,使此前已知的月球地质寿命延长了约8亿年,这一点央视在其去年的报道中其实已经讲得很清楚了。下面,我们来给大家详细讲讲,人们究竟是怎么知道月球年龄的。
故事,从太阳系形成讲起。要讲到月球的起源,就不得不先提到太阳系以及地球的形成过程。
45.72亿年前,我们的太阳系还并不是一个恒星系,它只是一团围绕银河系中心旋转的太阳系原始星云。在种种原因下,太阳系原始星云向内部坍缩从而是变小变密,同时它的形态也从球状星云变成了扁平的盘状星云。在太阳形成后,剩余的星云物质中的绝大部分继续围绕着太阳运动,形成了原行星盘。这些小颗粒物质相互碰撞,从小颗粒长到大颗粒,然后从大颗粒变成更大的星子,然后继续碰撞,变得更大,形成了行星胎。
地球形成之初,必然是如同地狱一般的景象:碰撞导致了地面熔融,大部分区域都变成岩浆,还有源源不断的各种大小行星撞入地球。在这些行星中,就有一颗如同现在火星大小的行星与地球相撞,科学家们称之为忒伊亚(Theia)。碰撞让地球的地幔直接被撕裂,碰撞点附近的温度最高可能超过15 000K,这让其附近的岩石直接变成了蒸汽,也让地球外部1000Km厚的岩层完全变成了熔融的岩浆。
忒伊亚当然也好不到哪里去,它的金属核几乎完全被地球“吃”掉,融合近了地球的地核中,它的地幔也几乎都变成蒸汽或者是岩浆与地球的地幔交织融合在一起。
科学家们是怎么知道这些故事的呢?是岩石告诉他们的。在上个世纪,美苏都发射了大量探测器,取回了月球表面不同区域的岩石样本。岩石给了我们的第一个,也是主要的证据:地球和月球岩石中氧同位素的相似性。
在自然界中,氧元素存在3种能够稳定存在的同位素:氧-16、氧-17、氧-18。它们的原子核内中子数量有差异,因此造成了它们相对原子质量的差异。正是由于这种质量上的差异,使得这三种同位素在相同温度下的的热力学性质是不一样的。
对太阳系、地球、月球年龄的确定也是依靠岩石。只要找到太阳系、地球以及月球上最古老的岩石(或矿物),我们就能通过同位素测年法等方法确定它们的年龄。
对太阳系来说,最古老的岩石来自小行星带。许多来自小行星带的小行星在太阳系形成之初就已经形成,而且在往后的数十亿年中未经大的改变,因此还保留着诞生时候的模样,它们坠入地面就形成了陨石,科学家们通过研究这些陨石,就能对太阳系进行“考古”,还原出那段发生在数十亿年前的故事来。
现在,你明白月亮究竟多少岁了吗?