大约 45 亿年前,大小为与新形成的地球相撞,产生了巨大的影响。 这个物体不仅被认为具有与地球融合和为生活做好准备,它还折断了一大块,继续成为月亮。
这个故事被称为巨大影响假说; 这个火星大小的物体被称为忒伊亚(Theia); 现在,科学家们第一次相信他们在。
多年来,巨大撞击假说一直是解释月球形成的首选模型。
“这个模型能够解释阿波罗任务返回的样本当时的最新观测结果,其中包括月球相对于地球的低铁含量、挥发物的消耗和难熔元素的富集,同时避免了以前月球观测的大部分陷阱起源理论”新墨西哥大学的研究人员在论文中写道。
但有一把大扳手卡在了工作中。
模型预测,月球大约 70% 到 90% 应该是由经过改造的忒伊亚组成。 然而,阿波罗宇航员收集的月球样本中的氧同位素与陆地氧同位素非常相似- 与太阳系其他天体上的氧同位素非常不同。
一种可能的解释是,地球和忒伊亚一开始就具有相似的成分。 另一个原因是,在撞击过程中,一切都完全混合在一起,根据模拟,这种情况不太可能发生。
此外,就氧同位素而言,忒伊亚与地球具有相似成分的可能性实际上非常小。 这意味着,如果月球主要是忒伊亚,那么它的氧同位素应该与地球的氧同位素不同。
这种密切的相似性一直是众所周知的巨型撞击器假说的一大痛点。 多年来,研究人员发表了几篇论文试图解释它。
那就是那里忒伊亚与地球融合的想法诞生了。 另一篇论文提出,所产生的影响一团尘埃,后来变成了地球和月球。 另一位提出,也许忒伊亚和地球彼此非常接近。 而其他人也有试图完全改写历史。
行星科学家埃里克·卡诺和同事走了一条不同的路线:对月球样本进行仔细的重新分析。
他们从月球上收集的不同岩石类型中获取了一系列样本,包括来自月球的高钛玄武岩和低钛玄武岩。每月玛丽亚;斜长岩来自高原,以及你要从深处,在一个称为“的过程”中被带上来月幔翻转; 和火山玻璃。
对于新的分析,研究小组修改了标准同位素分析技术,以进行高精度的氧同位素测量。 他们确实发现了一些新东西:氧同位素组成根据测试的岩石类型而变化。
“我们展示,”他们在论文中写道,“在忽略岩性差异的情况下对月球同位素数据进行平均的方法并不能准确地描述地球和月球之间的差异。”
事实上,研究人员发现,岩石样本的起源越深,与地球相比,氧同位素就越重。
如果只有月球的外表面在撞击过程中被粉碎和混合,从而与地球相似,就可以解释这种差异。 但在月球深处,忒伊亚块保持相对完整,其氧同位素更接近原始状态。
该研究声称,这是一个非常巧妙的证据,表明忒伊亚可能在太阳系更远的地方形成,并在太阳系形成之前向内移动。大巴达-造月-繁荣。
重要的是,这些结果还可以彻底解决巨型撞击器假说的混乱问题。
“显然,忒伊亚独特的氧同位素组成并没有因巨大撞击过程中的均质化而完全消失。”研究人员得出结论。
“因此,这一结果消除了巨大撞击模型中包含两个天体之间完全氧同位素均化机制的必要性,并为未来的撞击和月球形成建模奠定了基础。”
自1972年以来,人类就没有踏上月球,因此珍贵的月球岩石可用于分析的资源供不应求,目前复制这些结果可能有点棘手。
然而,在未来几年内,我们可能终于看到载人任务了执行期待已久的返回月球表面的任务,并有望实现月球科学的真正繁荣——包括围绕巨大撞击假说的进一步研究。
该研究发表于自然地球科学。