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最新研究发现:地球和月亮的起源不是由完全相同的物质组成



这些新发现为月球起源的巨大撞击理论提供了推动力。这张合成的月球影像是由美国宇航局(NASA)1994年的克莱门汀(Clementine)任务收集的数据构建而成的。 一项新的研究发现,月球和地球的变化可能比以前想像的要大得多,挑战了现有的月球形成方式。地球起源于大约45亿年前,以前的研究表明,月亮是在此之后不久出现的。

在过去的三十年中,对月球起源的主要解释是它是由两个原行星或胚胎世界的碰撞造成的。其中一个是新生的地球,另一个是在希腊神话中以月亮之母命名的火星大小的岩石,名为Theia。新研究的共同作者,位于阿尔伯克基的新墨西哥大学的行星科学家扎卡里·夏普(Zachary Sharp)对太空网说:“尘埃落定后,就会留下两个物体-地球和月球。”

这种“巨大影响假说”似乎可以解释有关地球和月球的许多细节,例如与地球相比,月球的尺寸更大,以及两个天体的自转速率。但是,在过去的20年左右的时间里,已经出现了质疑这一假设并提出多种选择的证据。

相关:月亮的形成方式:5种荒诞的月球理论巨大影响情景的计算机模型通常说,月亮的70%至90%应该由Theia制成。问题在于,太阳系中的大多数物体都具有独特的化学组成,因此,地球,Theia以及月亮也应如此。但是,阿波罗任务从月球返回的岩石样本显示,天然卫星的成分与地球异常相似,比此类模型预测的同位素元素版本更为相似。(元素的同位素在其原子核中各自具有不同数量的中子。)

元素(例如氧)的同位素的这种极端相似性给巨大影响方案提出了巨大挑战。一种可能是原始地球和泰亚在氧同位素方面几乎完全相同,这似乎不太可能。另一个原因是,碰撞后,原始地球和蒂亚的氧同位素完全混合,这可能是由于强烈的撞击使它蒸发了大部分的早期地球,而月亮则从形成的甜甜圈形状中浮现出来。

肿块称为先天性。科学家们说,但是这种情况和其他情况可能需要不太可能的影响条件。在这项新研究中,研究人员对一系列月球样品中的氧同位素水平进行了新的高精度测量。研究人员通过专注于各种类型的月球岩石扩展了以前的工作。

夏普说,科学家们发现,氧同位素组成存在细微但有规律的差异,这取决于所测试月球的种类。这表明先前的工作将月球同位素数据平均在一起而忽略了岩石类型的差异,可能无法准确地描述地球与月球之间的差异。

研究的主要作者,新墨西哥大学的稳定同位素地球化学家埃里克·卡诺(Erick Cano)对太空网说:“进入这个项目,预计我们的结果可能会像以前的研究一样。” “我们结果中最令人惊讶的部分是找到了我们在各个月球样本之间所做的变化量。”

相关:月球是如何制成的:解释了月球演化(信息图)为了解释这些发现,研究人员建议说,原始地球与泰娅之间的巨大碰撞确实确实导致了人体之间的混合。夏普说,尽管如此,最终的月球和地球仍然具有不同的成分,尽管它们非常相似。

夏普说,后来,在撞击后的第一千年左右,撞击留下的圆盘碎片中的汽化岩石很可能导致“熔岩在月球上降落了数百年”。熔岩雨与覆盖新生卫星的岩浆海洋之间复杂的物理和化学相互作用,可能导致最上面的月球岩石中的氧同位素组成更类似于地球。

相比之下,与地球相比,来自月球深部的样品具有与测试的月球岩石最不同的氧同位素组成。这些发现最重要的含义是,巨大的撞击模型不再需要考虑地球和月球之间几乎没有区别的氧同位素组成。他补充说:“我认为这将为全新的影响场景打开大门。”

卡诺说,未来的研究可以通过分析其他月球样本来扩展这项新研究。他说:“这项未来研究的障碍可能是我们从阿波罗任务获得的材料数量有限。” “这些月球岩石中的某些仅被带回非常少量,并且很难获得进行研究。”Cano,Sharp和研究合著者Chip Shearer(也是新墨西哥大学的月球科学家)于周一(3月9日)在线在《自然地球科学》杂志上详细介绍了他们的发现。
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