中美科研團隊發現新證據 證月球由地球被撞後碎片形成

撰文:崔德興
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研究團隊所用岩石由NASA提供。(紫金山天文台)

作為地球的唯一一個衛星,月球的誕生一直是科學家們的研究目標。現時最流行的一個說法是「碰撞說」,即月球由地球被碰撞後產生的岩石組合而成。近日,中美科學家合作研究發現更多証據,証實月球由地球和其他星體「暴力相撞」下所產生。

月球的誕生過程至今有多種猜測。據中科院紫金山天文台天體化學和行星科學實驗室首席科學家徐偉彪介紹,最流行的是「碰撞說」。依據「碰撞說」,太陽系剛剛形成時,天體之間大大小小的衝突頻發。在45億年前,一顆火星大小的天體撞擊地球。當時,地球的還是剛剛形成,無法承受衝擊下被撞出一大堆物質,無數的岩石因而被拋入太空,圍繞着地球旋轉。後來,這些岩石碎片互相吸引和凝聚形成月球的「原料」。

徐偉彪表示,撞擊理論的證據來自對阿波羅月球岩石的研究。科學家發現月岩中所含的氧同位素組成比例與地球的物質完全一樣。研究化學成分後發現,月球岩石中揮發性元素(比如碳和氫元素)的含量要比地球低很多。由此推斷,在撞擊的過程中産生極端高熱,這樣揮發性元素因而被蒸發。

從月球隕石分餾現象探秘

科學家們一直試圖找出更多証據解開月球的「身世之謎」。近日有消息指,以徐偉彪為首的科學家團隊與美國加州理工學院的科研人員經過5年合作研究,從月球隕石中發現了新線索,有力證明月球起源於大碰撞,是地球和其他星體「暴力相撞」的産物。

在月球隕石中,科研團隊發現氯同位素35和37的分餾現象,較輕的氯同位素35被高溫蒸發了不少,而較重的氯同位素37則保留較多。這一「分餾現象」吸引專家注意,懷疑是地球被碰撞後,月球在岩石中「浴火重生」的證據,繼而進行一系列分析。

徐偉彪解釋指,月球隕石的氯同位素分餾的現象,說明這些揮發性元素可能經歷了高溫蒸發過程。他表示要讓一個物體上的化學元素消失,只有一個大規模高溫融化過程才能為氯的揮發提供足夠熱量,這就證明那場大碰撞真的發生過,而月球就在「烈火」中誕生。

嫦娥5號將使中國首次帶回月球岩石。(新華社)

嫦娥5號將使中國首次帶回月岩

徐偉彪稱:「月球比我們想象的要神秘,這塊月球隕石看上去平淡無奇,切片中發現的每種礦物,每一個新的化學組成都隱藏着月亮的身世密碼。如果你能讀懂它,就會發現月球曾經經歷過許多驚心動魄的故事。」據悉,研究團隊所用的月球隕石樣本是由NASA(美國國家航空航天局)提供的。

冷戰時期,美國阿波羅登月計劃和蘇聯探月計劃從月球上採集了380多公斤的岩石樣品。到2017年,中國的嫦娥5號將使中國首次從月球上帶回第一塊月球土壤。目前紫金山天文台正在積極准備,引進了一整套研究月岩的先進儀器。科學家期待通過更多的月球樣品研究,給解答月球起源和演化之謎提供更多的有用信息。