如果有一个月球上的人,按照古老的信仰,他是一位非常值得尊敬的人。地球的月球伴星被认为是在地球本身形成后不久形成的,大约在 44 亿年前,当时太阳系还很年轻。
就在那时,根据理论,,它仍然是温暖的,湿软的,新形成的,并打破了巨大的碎片云,这些碎片凝聚成在地球轨道上。
但月亮年轻时的美貌显然是具有欺骗性的。对阿波罗月球样本中微小锆石颗粒的一项新研究表明,它的年龄比我们想象的还要古老,足足有 4000 万年。
格拉斯哥大学地质学家 Jennika Greer 领导的团队表示,这意味着月球至少有 44.6 亿岁——仅比地球年轻一根头发丝(据估计)45.4亿年。
“这些晶体是已知最古老的固体,是在巨大的撞击后形成的,”宇宙化学家菲利普·赫克说菲尔德博物馆和芝加哥大学。 “因为我们知道这些晶体的年龄,所以它们可以作为月球年代学的锚。”
目前尚不清楚月球是如何以及何时形成的,但存在一些特定元素强烈暗示地球起源。巨大撞击假说是目前最受欢迎的,在太阳系早期的某个时候,天文学家预计会有更多数量的大型天体和原行星四处飞行并相互撞击。
对于这次巨大撞击发生的时间的估计有所不同,但基于月球样本年代测定的越来越多的证据表明,这是比最初的假设大约44亿年前,一些分析表明它早在。
锆石晶体是追踪样品年龄的绝佳方法,因为它们形成方式的怪异。当锆石晶体形成时,它们会掺入铀,但强烈排斥铅。随着时间的推移,锆石中的放射性铀以众所周知的速率衰变成铅。科学家可以通过观察锆石晶体中铀与铅的比例,并高精度地计算出锆石形成的时间。
这些微观晶体可以在阿波罗时代从月球样本中回收的月球污垢样本中找到。格里尔和她的同事研究了在 1972 年进行的最后一次登月任务阿波罗 17 号样本中发现的锆石。研究小组表示,这些晶体一定是在月球表面凝固后形成的。融化的全球海洋在它形成后立即覆盖它。
“当表面像这样熔化时,锆石晶体无法形成和存活。因此,月球表面的任何晶体一定是在月球岩浆海洋冷却后形成的,”赫克说。 “否则,它们就会被熔化,它们的化学特征也会被抹去。”
研究人员使用原子探针断层扫描为了研究样品的成分,将晶体锐化成一个点,然后使用激光从该点蒸发原子。一个质谱仪分析了蒸发的物质以测量其重量,这使科学家能够确定铀与铅的比率。
反过来,这表明这些特定晶体的年龄为 44.6 亿年。这意味着月球至少有那么老。这些信息可以帮助科学家确定月球历史的其他方面,例如形成和凝固需要多长时间,并更好地估计巨大撞击的日期。
“能够证明你手中的岩石是我们迄今为止发现的最古老的月球碎片,真是太棒了。它是许多有关地球的问题的一个锚点,”格里尔 说。当你知道某物有多古老时,你就能更好地了解它在历史上发生过什么。”
该研究将于地球化学观点快报。