地球的岩石,和月球的岩石有相同之处吗?



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地球的岩石,和月球的岩石有相同之处吗?


导语:地球的岩石 , 和月球的岩石有相同之处吗?

阿波罗计划最重要的科学成果之一 , 是让科学家有机会解释我们月球的起源 。
阿波罗月球样本的地球化学分析表明 , 我们的月球是在 45 亿年前形成的 , 当时我们的星球几乎完全形成时 , 一个名为 Theia 的火星大小的天体撞击地球 。 计算机模型表明 , 在这个“大碎片”中 , 最终形成月球的大部分物质——占卫星成分的 70% 到 90%——来自忒伊亚 。

尽管大多数行星科学家认为巨大的撞击确实发生了 , 但很难找到忒伊亚的证据 。 对氧等多种元素同位素比率的实验室测量发现 , 地球和月球几乎无法区分 。 他们找不到忒伊亚化学特征的踪迹 。

这个难题给研究人员留下了两个可能的解释 。 一方面 , 忒伊亚可能具有与地球完全相同的同位素组成 。 这个想法对于当前关于太阳系形成的理论来说并不是一个好兆头 , 并且在很大程度上被排除在外 。 另一方面 , 这种撞击可能是如此强大 , 以至于它导致地球和忒伊亚的物质彻底混合 , 或者至少能够将其结果从我们目前的仪器阵列中隐藏起来 。


研究人员试图模拟 , 满足这些要求的撞击场景以及地月系统的其他特性 , 例如其大质量比和高角动量 , 但完美的模型仍然难以捉摸 。
一种观察月球岩石的新方法现在 , 一组研究人员终于检测到了陆地和月球岩石之间的氧同位素差异 , 这可以缓解创建月球形成模型时的限制并排除一些最极端的情况 。

新墨西哥大学阿尔伯克基分校的研究生麦克和他的同事对阿波罗任务中各种月球样本的氧同位素组成进行了新的高精度测量 。 尽管在月球表面附近形成的岩石似乎具有与地球岩石相同的氧同位素组成 , 但在月球地幔较深处形成的岩石类型 , 例如火山玻璃和玄武岩 , 具有独特的同位素组成 。 这项新工作起源于卡诺硕士论文的一部分 , 于3 月 9 日在线发表在《自然地球科学》杂志上 。
博士没有明确回答为什么在之前的分析中没有发现月球样本之间的差异 。 “这可能只是我们从检测中获得的样本的选择……涵盖了各种不同的岩石类型 。 ”

“并不是说忒伊亚必须保存在核心中 , 但我们相信月球内部正在保存月球撞击后的这种原始成分 。 ”
卡诺和他的同事提出 , 月球岩石之间同位素组成的差异可能是在大撞击之后产生的 , 当时从地幔中挖掘出来的汽化岩石在年轻的月球周围形成了富含硅酸盐的大气 。 这种大气“污染”了月幔的上层 , 仍然处于熔融状态并暴露在外 。 后来 , 这种材料被纳入现代月球表面 , 掩盖了忒伊亚的同位素特征 。

“并不是说忒伊亚必须保存在核心中 , 但我们相信月球内部正在保存月球撞击后的这种原始成分 , ”卡诺说 。
同位素差异不是很大 。 例如 , 它比火星和地球之间的同位素差异要小得多 , 而后者又比地球和大多数类型的陨石之间的同位素差异要小得多 。 然而 , 印第安纳州西拉斐特普渡大学的行星科学家杰伊·梅洛什说 , “对月球撞击模型施加稍微不同的限制就足够了”, 他没有参与这项新研究 。 “我认为这是一个重要的贡献 。 ”

根据博士的说法 , 这一发现“并没有完全颠覆模型 , 但可能会使接受极端混合模型变得更加困难 。 ”
“模型总是必须包含原始地球和忒伊亚之间某种程度的混合 , 因为这在碰撞中是不可避免的 , 就像巨大撞击假说所预测的那样猛烈 , ”卡诺说 。 “这确实消除了这些模型的必要性 , 包括将地球和月球之间的氧同位素完全均质化的机制 , 因此它基本上为新参数打开了大门 , 可用于全新范围的撞击场景 。 ”