利用從美國第一次核彈爆炸場所撿起的放射性玻璃碎片,科學家們試圖解釋形成背後的奧秘月亮以及月球岩石的特性。
加利福尼亞大學Scripps海洋學研究人員的研究使用了新墨西哥州三一測試地點的材料,以表明爆炸可能類似於原始地球與45億年前的Mars尺寸對象之間的碰撞。
當前的理論月亮形成那是一個名為Theia的火星大小的物體轟炸了地球,彈出的質量融合形成了月亮。
這種影響會產生大量的極熱,從而使揮發性化合物從形成月球的太空岩石中。科學家著手通過分析與行星碰撞相同的條件形成的核試驗部位殘留物來證明如何由高溫過程引起月球形成。
放射性玻璃創造
在1945年7月16日的爆炸極熱中,沙質土壤的頂層融化進入綠色的矽酸鹽玻璃。放射性玻璃被稱為三位一體,散佈在距爆炸點1,150英尺的半徑上。
在這項研究中,Scripps地球化學同位素實驗室主任詹姆斯·戴(James Day)研究了來自各個位置和深度的三位一石樣品,範圍從平均30英尺到800英尺以內。
揮發性損失
Day及其同事發現,來自核試驗部位的三位一石在鋅和水等揮發性化合物上缺乏。該團隊選擇分析鋅同位素,因為鋅會以極高的熱量沸騰,例如由形成月球的假定碰撞產生的鋅。
基於分析,與較遠的樣品相比,獲得零接近地面的三位石樣品的鋅含量少。而且,剩下的鋅只有沉重的同位素,通常不會蒸發。研究人員說,從樣品中剝奪了揮發物,尤其是在爆炸點附近的三位一石處,是高溫下蒸發的結果。
Day說:“結果表明,高溫下的蒸發,類似於行星形成開始時的蒸發,從而導致揮發性元素的喪失,並在事件中剩餘材料中的重量同位素富集。”他說,該理論現已得到實驗證據的支持。
他們的發現使研究人員認為強大的碰撞一定是一個高溫事件,並且蒸發了大多數揮發物,就像核測試地點中的三位一石樣品發生的那樣。
戴說,這項新研究使他們充滿信心,他們在解釋阿波羅帶回家的月球岩石樣品的數據方面朝著正確的方向前進太空人。月球樣品也具有與三位石相同的揮發性損失簽名。
發現是出版在科學進步2月8日。