岩石碎片揭示了月亮变成固体的那一刻

我们月球的早期历史是怎样的？尽管我们对最近的天然卫星知之甚少，但科学家们仍在弄清楚它的历史。

对阿波罗任务期间收集的岩石的新测量现在显示，它在大约 44.3 亿年前凝固了。事实证明，那大约是地球成为宜居世界的时候。

芝加哥大学科学家 Nicolas Dauphas 和一组研究人员进行了测量。他们研究了月球岩石中不同比例的元素。它们提供了一个窗口月亮的早期纪元。它开始是碰撞后完全熔化的斑点在两个早期太阳系天体之间。

当它冷却和结晶时，熔融的原始月球分离成层。最终，大约 99% 的月球岩浆海洋已经凝固。其余的是一种名为 KREEP 的独特残留液体。该首字母缩略词代表元素钾 （K）、稀土元素 （REE） 和磷 （P）。

Dauphas 和他的团队分析了这个 KREEP，发现它形成于太阳系诞生后大约 1.4 亿年。它位于阿波罗岩石中，科学家们希望在南极-艾特肯盆地的样本中找到它。

这是 Artemis 宇航员最终将探索的区域。如果分析证实了那里的情况，那么它表明这个 KREEP 层在月球表面的分布是均匀的。

了解 KREEP 在月球上的历史

月球最终“冷却期”的线索在于一种称为“镥”的微弱放射性稀土元素。

随着时间的推移，它会衰变成铪。在太阳系早期，所有岩石的镥含量大致相同。它的衰变过程有助于确定它所在岩石的年龄。

然而，与同时形成的其他岩石相比，月球的凝固和随后形成的 KREEP 储层并没有产生大量的镥。

因此，科学家们想测量月球岩石中镥和铪的比例，并将它们与大约同时期产生的其他天体（例如陨石）进行比较。这将使他们能够计算出 KREEP 在月球上形成的更精确时间。

他们测试了月球岩石的微小样本，并研究了嵌入的月球锆石中铪的比例。通过该分析，他们发现岩石年龄与富含 KREEP 的储层的形成一致。

这些年龄与太阳系诞生后约 1.4 亿年或大约 44.3 亿年前 KREEP 储层的形成一致。

“我们花了数年时间来开发这些技术，但对于一个长期以来一直存在争议的问题，我们得到了非常精确的答案，”Dauphas 说。

将 KREEP 置于透视中

有趣的是，该团队的结果显示，当剩余的行星胚胎和行星体轰击月球时，发生了月球岩浆海洋结晶。

这些天体是行星和月球的诞生“种子”，始于大约 46 亿年前太阳合并之后。行星形成后留下的物质继续打击已经形成的行星。

月球本身的形成始于太阳系本身诞生后大约 6000 万年。最有可能的事件是一个名为 Theia 的火星大小的世界与婴儿地球的碰撞。

这将熔融的碎片送入太空，它开始聚结形成月球。

“我们必须想象一个大岩浆球漂浮在地球周围的太空中，”Dauphas 说。此后不久，那个球开始冷却。这个过程最终导致了月球 KREEP 层的形成。

研究这些 KREEP 岩石样本中镥衰变为铪的过程，是了解月球历史上最古老时期的一大进步。

从南极-艾特肯盆地带回的更多岩石样本将有助于填补剩余的空白，并帮助研究人员阐明月球岩石冷却和随后形成母马玄武岩等岩石沉积物的时间表。

这些岩层是在撞击器撞击月球表面时形成的，产生的熔岩流填满了撞击盆地。这匹母马是在月球早期历史后期的撞击下形成的，大约在太阳系形成后 2.4 亿年。

这些撞击刺激了熔岩流，覆盖了不到 20% 的月球表面，并吞没了最古老的表面。

时机就是一切

确定月球冷却的年代不仅可以告诉我们月球的历史，还可以帮助科学家了解地球的演化。那是因为形成月球的撞击可能也是对地球的最后一次重大撞击。

它很可能标志着地球可能已经开始转变为一个稳定的世界。这是朝着发展成为适合生活的地方迈出的重要一步。

“这一发现与其他证据非常吻合——在我们准备从嫦娥和阿尔忒弥斯任务中了解更多关于月球的知识时，这是一个很好的地方，”Dauphas 说。“我们还有许多其他问题等待回答。”

本文最初由今日宇宙.阅读原创文章.

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