##

从一个很少被采样的区域带回的月球岩石为太阳系动荡的过去提供了新的视角。
图片来源:Shutterstock
月球的远侧正在推翻一个长期以来的理论,揭示早期太阳系的小行星撞击可能是缓慢减弱的,而非爆发式的灾难性冲击。

几十年来,科学家们一直在争论早期太阳系是经历了一次突然的、灾难性的小行星撞击浪潮,还是经历了一段长得多的、暴力逐渐减弱的时期。
从月球背面采集的岩石目前正在为第二种可能性提供更多支持。

古老的岩石表明,撞击并非一次短暂的灾难性风暴,而是随着太阳系逐渐清除行星形成后留下的碎片,其强度在数十亿年间逐渐减弱。

这种差异可能会重塑科学家对行星历史早期篇章的理解。
强烈的碰撞改变了行星表面、大气层,甚至可能改变了海洋。
在地球上,这些碰撞可能影响了地壳稳定的时间、环境变得宜居的时间,以及适合生命的条件是如何形成的。

这些事件的大部分痕迹已从我们的星球消失。
侵蚀作用磨平了陨石坑,火山喷发掩埋了古老地貌,板块构造则持续地破坏和重建地壳。
月球没有类似的地质循环系统,因此其岩石和布满陨石坑的表面成为了太阳系早期剧烈活动的珍贵档案。

月球的古老地质档案
研究合著者、科廷大学地球与行星科学学院及约翰德拉埃特中心的弗雷德乔丹博士表示,月球物质保存着行星形成后不久发生的事件的证据。

月球就像一个时间胶囊——它保存了那些被地球的侵蚀、板块构造及其他地质作用抹去的事件记录,乔丹博士说。

此前,几乎所有可用于详细实验室分析的月球样本都来自月球始终朝向地球的一侧。
来自月球远侧的物质让人们得以研究一个地质历史截然不同的区域,使研究人员能够验证从近侧得出的结论是否适用于整个月球。
月球背面样本改写月球历史
从月球背面采集的样本特别重要,因为它们让我们首次能够比较月球上两个截然不同的区域。
到目前为止,我们所了解的几乎所有信息都来自月球朝向地球的一面。
通过分析这些古老的岩石,我们可以更好地了解大型小行星撞击发生的时间以及早期太阳系是如何演化的。
月球背面保存着这些早期撞击的更清晰记录,因为它受后期地质活动的影响远小于朝向地球的一面。
这些样本正帮助我们改写月球历史的部分内容,并表明早期太阳系经历的是小行星撞击的长期减少,而非一次灾难性的撞击事件。
研究人员研究了含有撞击证据的微小岩石碎片,这些撞击发生在约43.3亿至11.3亿年前。
这些样本共同使团队得以重建超过30亿年的月球碰撞历史,并追踪撞击活动随时间的变化。
挑战晚期重轰炸
这些结果为所谓的后期重轰炸期相关的重大争论提供了依据。
后期重轰炸期是一个被提出的时期,在此期间内太阳系可能经历过撞击事件的突然激增。
远侧岩石并没有支持碰撞事件的短暂峰值,而是指向了一个更长、更渐进的下降过程。
这种延长的时间线也可能改变科学家对早期地球的解读方式。
因为地球和月球处于太阳系的同一区域,两者都会遇到许多相同种类的小行星和其他岩石天体。
月球揭示的关于地球的内容
月球和地球有着共同的历史,但早期撞击的证据在我们的星球上已基本消失,乔丹博士说。
由于地球和月球是一起形成的,月球上记录的每一次重大撞击都能告诉我们早期地球所经历的环境状况。
研究月球岩石让我们得以回溯数十亿年的时光,更好地了解塑造了地球和月球这两个世界环境的事件,同时帮助我们理解小行星撞击在行星演化中所扮演的角色,以及可能影响了地球上生命起源的条件。
这些发现出现在月球探测和科学研究的新时代背景下,其中的嫦娥六号任务是首个从月球背面带回样本的任务。
参考文献10.1126sciadv.aee8718
相关知识
月球是地球唯一的天然卫星,也是人类迄今唯一登陆过的地外天体。
它直径约3476公里,围绕地球公转周期约27.3天。
表面布满环形山、月海等地形,无大气层与液态水,昼夜温差极大。
夜晚所见月光实为其反射的太阳光,对地球潮汐等自然现象有着重要影响。
BY: Lucien Wilkinson, Curtin University
FY: AI
如有相关内容侵权,请在作品发布后联系作者删除
相关知识(天文术语) 陨石是宇宙空间中的岩石或金属物质,穿越地球大气层后未完全烧毁而坠落到地面的天体残余。
它们通常来自小行星带、彗星或行星的碎片,研究陨石有助于了解太阳系的形成与演化过程。
陨石分为石质、铁质和石铁混合型,具有重要的科研价值,常被用于地质学、天文学和材料科学的研究。
大多数陨石在进入地球大气层时会因剧烈摩擦而发光,形成人们常说的流星。
只有其中一小部分能够抵抗高温和气动压力,最终抵达地表成为陨石。
根据成分和结构,陨石主要分为三大类:石陨石、铁陨石和石铁陨石。
石陨石占比最高,约94%,主要由硅酸盐矿物组成;铁陨石富含金属铁镍;石铁陨石则兼具两者特征。
许多陨石含有太阳系中最古老的矿物颗粒,部分年龄可达45.6亿年,比地球上最古老的岩石还要古老数十亿年。
这些物质为研究行星起源与演化提供了不可替代的样本。
陨石撞击地球的现象贯穿地质历史。
大型撞击事件曾深刻影响地球环境与生物演化,例如白垩纪末期的希克苏鲁伯撞击被认为与恐龙灭绝存在关联。
科学家通过分析陨石中的同位素组成、微量元素及宇宙成因核素,可以推断其母体的热历史、暴露于宇宙射线的时间以及在太空中的运行轨迹。
陨石不仅是天文学和行星科学的研究对象,也常被用于科普教育与博物馆展览,帮助公众理解地球在宇宙中的位置及太阳系的动态演化过程。
BY: newscientist FY: AI 如有相关内容侵权,请在作品发布后联系作者删除 转载还请取得授权,并注意保持完整性和注明出处
可你去著名陨石坑里寻找,往往看不到一块完整的“罪魁祸首”。
一个能在地面砸出巨坑的天外巨石,为什么撞完以后反而消失了?答案是:坑不是石头压出来的,而是爆炸炸出来的。
先分清三个容易混用的词。
还在太空中的叫流星体,闯入大气发光时叫流星,真正熬过大气层、到达地面的残块才叫陨石。
每天进入大气层的微小颗粒数量极多,但绝大多数只是沙粒和尘埃,烧蚀后根本不会留下肉眼可见的坑。
“每天两万颗陨石”取决于统计口径。
若把微流星体和微陨石算进去,数量可以非常大;若只算超过100克并落到地面的陨石,NASA旧资料估算每年约3万块,平均每天八十多块。
标题里的两万,更适合理解为大量微小天外颗粒,而不是两万块巨石砸地。
地球大气层先充当筛子。
太空岩石以每秒十几到几十公里冲入空气,前方空气来不及散开,被剧烈压缩并加热,岩石表面熔化、剥落,这叫烧蚀。
很多小天体在几十公里高空就被耗尽,只留下一道转瞬即逝的亮光。
更大的石块也可能被空气压力撕碎。
它们高速飞行时,迎风面的压力远高于背面;当压力超过岩石强度,整体会突然崩裂,受力面积暴增,随后更快减速和烧蚀。
2013年的车里雅宾斯克事件就在高空爆炸,冲击波震碎大量玻璃,却没有留下对应的巨大撞击坑。
能真正砸出大型陨石坑的天体,通常没有被大气层充分减速。
它撞地时的速度仍以每秒数公里甚至十几公里计算,动能在不到一秒里释放。
此时过程更像炸弹爆炸,而不是一块石头慢慢把泥土压出凹槽。
撞击瞬间,接触点的压力可达极端水平,岩石和地表被压缩、熔化甚至汽化。
一股冲击波向四周扩散,把大量岩石抛向高空,形成比撞击体大许多倍的坑。
撞击体本身也在这场爆炸中粉碎、熔融,和地球岩石混在一起。
这就是为什么坑中央通常没有一颗完整陨石。
真正的大撞击里,“凶器”往往已经变成蒸气、熔滴、碎屑和散落很远的化学痕迹。
科学家寻找的不是一块完好的石头,而是高压矿物、冲击石英、玻璃球粒以及异常元素比例。
亚利桑那州巴林杰陨石坑是经典例子。
它直径约1.2公里,由一颗铁镍小行星在大约5万年前撞击形成。
主撞击体没有像纪念碑一样躺在坑底,但周边发现了许多铁陨石碎片,它们被称为“魔鬼峡谷陨石”。
早期有人真的以为坑底埋着一整块巨型铁矿,甚至投入资金钻探,希望把它挖出来。
结果钻孔没有找到预想中的完整天体。
后来人们才理解,高速撞击释放的能量足以让大部分撞击体熔化或汽化,寻找一颗完整大铁球从一开始就是误判。
小陨石的情况恰好相反。
它们经过大气层减速后,最后会进入“暗飞行”,不再发光,以接近终端速度落地。
这样的陨石可能只在泥土上砸一个小洞,甚至只是落在地表,没有明显陨石坑,而石头本身反而保存得比较完整。
所以会出现一个看似矛盾的规律:越容易找到完整陨石,越不容易看到大坑;越能制造巨大陨石坑,撞击体越可能被彻底摧毁。
完整的石头与壮观的坑,通常属于两种不同速度、不同能量的结局。
落到地面的陨石也很难被人发现。
地球表面约七成是海洋,大量陨石直接沉入海底;陆地上还有森林、沙漠、冰盖和无人区。
许多陨石在夜间悄无声息落下,没人看见火球,也没人知道该去哪里找。
即使落在人类附近,石质陨石也可能长得像普通地球石头。
它的黑色熔壳会在风吹雨淋中逐渐褪色,铁质成分会生锈,最后混进碎石堆。
南极和沙漠特别适合找陨石,正因为背景单一、侵蚀较慢,黑色石块更显眼。
地球上的陨石坑同样会消失。
雨水侵蚀坑壁,河流填入沉积物,植物覆盖表面,板块运动甚至能把整个撞击结构送回地幔。
NASA指出,月球缺少大气和活跃地质,坑能保存很久;地球却一直在擦掉自己的伤疤。
恐龙灭绝事件留下的希克苏鲁伯陨石坑,直径约180公里,却并不是一眼能从地表看到的大碗。
它大部分埋在墨西哥尤卡坦半岛地下和近海沉积层中。
科学家靠重力异常、岩芯和冲击矿物,才拼出这次撞击的真实规模。
陨石坑里偶尔也能发现陨石碎片,但不能把“没有完整陨石”等同于“不是撞击形成”。
冲击变质证据比外形可靠得多。
火山口、塌陷坑和撞击坑有时长得相似,真正定案的往往是岩石在极端压力下留下的微观结构。
陨石落地时也未必烧得通红。
高速阶段的热主要集中在表面,烧蚀不断带走热量;碎片减速后还会经历数分钟冷空气中的暗飞行。
NASA资料指出,落地陨石可能只比环境温度略高,甚至有内部仍然冰冷的记录。
那些每天闯入大气层的微粒并没有完全消失。
一部分变成细小的宇宙尘埃,缓慢落向海洋、屋顶和冰层。
我们脚下的泥土里,可能就混着来自小行星和彗星的微小球粒,只是普通人很难把它们从地球尘埃中认出来。
所以,陨石坑里没有陨石,并不是石头神秘消失了。
小的在大气中烧掉或轻轻落地,大的在撞击瞬间粉碎、熔化、汽化,剩下的证据又被海洋、风雨和地质活动慢慢掩埋。
那个空荡荡的坑,本身就是撞击体留下的最大遗物。
下一次看到流星,也别急着跑去亮光消失的位置捡石头:真正能落地的碎片会在高空熄灭后,被风吹着经历一段看不见的“暗飞行”,散落区可能延伸数公里。
天文学家往往要结合目击视频、气象雷达和风场反推落点,找到一小块陨石,有时比找到它留下的新闻更难。