月球或因45亿年前地球与另一颗行星碰撞而形成

一项对阿波罗任务带回的月球岩石的研究支持了月球的形成可能是在约45亿年前因另一颗行星与地球发生碰撞后导致的这一假说。来自美国国家航空航天局(NASA)休斯敦太空中心的天体材料研究与探索性科学研究处的两蒙和同事托尼·加尔加诺领导了这项研究,并将结果发表在美国《国家科学院学报》月刊上。

科学家们此前提出过许多有关月球如何形成的想法。“大撞击说”是争论焦点之一。这一假说推测,当地球是一颗年轻的行星并且刚刚开始形成时,它就被附近的另一颗名为忒伊亚(Theia)的原始行星撞击。碰撞摧毁了忒伊亚星和地球的一部分,产生的气体、岩浆和化学元素此后又重新组合形成今天称为地球和月球的两个星球。西蒙和加尔加诺的研究为这一可以追溯到1974年的理论增加了支持依据。

西蒙、加尔加诺及其研究团队在进行一项旨在了解地球与月球岩石之间化学成分显著差异的研究时发现了“大撞击说”的证据。他们研究的月石样本来自50年前由阿波罗任务收集的岩石,并在新技术和工具出现时保存下来,供以后研究使用。

报道称,研究人员着重研究的是岩石中氯的含量和类型。他们之所以选择氯,是因为它是挥发性元素,这恚味着它会在相对较低的温度下蒸发,而追踪它有助于理解行星的形成。氯以两种丰富而稳定的形式存在:轻和重。术语“重”和“轻”用于描述原子结构有所变化的化学物质,也称为同位素。

研究人员发现,月球岩石中的重氯含量较高,而地球岩石中的轻氯含量较高。重氯具有抵抗变化和保持静止的特征,而轻氯更具反应性且对力较为敏感。

报道称,在“大撞击说”模型中,地球和月球的岩石最初都包含轻氯和重氯的混合物。但是,随着行星重新聚集在一起,更大的地球主导了整个发展过程,并将较轻、更容易蒸发的氯气向自身拉动,使月球上没有了轻氯和其他更容易蒸发的元素。根据科学家们此前的检测,这种情况是真实发生过的。

西蒙和加尔加诺分析了岩石样品中其他元素的差异,这些元素与氯属于同一化学族,即卤族。他们看到,这种较易蒸发的元素族从月球上消失了。

此外,他们并未看到这种化学元素存在的差异是由于地球与月球之间后来的某些现象引起的,因此这种情况很可能从一开始就形成了。加尔加诺说:“月球上的氯损失可能发生在高能、高温事件中,这支持了‘大撞击说’。”

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凤凰周刊

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