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嘘!悄悄告诉你月球的小秘密
来源: 在我国的6686官网         发布时间:2021-04-22

  说起月球,每个人都有一箩筐与她相关的故事。她陪伴6686官网走过无数条小夜路,出现在几乎每一个睡前故事里,装点过千千万万人的梦境。她名副其实是6686官网最熟悉的地外天体了,也是6686官网人类迄今唯一踏足过的天体。
 
  但其实,月球还藏了很多6686官网不知道的小秘密,比如她的身世来历,这颗陪伴6686官网的美丽星球,究竟是怎么出现在地球身边的呢?还有不少尚未解开的谜团。
 
  阿波罗计划带回的月岩样本,为月球的身世提供了决定性线索。在那之前,科学家对月球形成的原因有各种猜测。
 
  当时盛行的理论主要有同源说”“分裂说捕获说三种:同源说认为月球和地球一起在太阳系的原行星盘中形成,分裂说认为月球是地球因为形成早期自转速度太快而甩出去的一部分,捕获说则认为月球是被地球引力捕捉到的天体。上个世纪中期,老科普书里常常看到月球是地球的姐妹或者女儿这样的比喻,就是同源说分裂说图景下的描述。这些猜想说起来头头是道,但都停留在逻辑推论的层面上,缺乏实际的证据支持。
 
  直到阿波罗计划从月球表面带回了样本,其中包括黑色的月海玄武岩、浅色的斜长岩、被陨石撞击而纠结变形的角砾岩,还有带着绿色、橙色和黄色调的火山玻璃,人们才眉头一皱,发现事情并不简单。
 
  首先是月球太了。在地球岩石里常见的那些容易挥发的物质,当然包括水,在月球岩石里都找不到踪迹;然后是月球的铁含量比起地球来太低;但更说明问题的是:
 
  这些岩石中,能够代表古老月壳的那些最古老的岩石,都实在太轻了。
 
  这其中,阿波罗15号带回来的一块斜长石是人类找到的太阳系内最古老的岩石之一,年龄超过了40亿岁,因为它影响了后来人们对月球起源的认识,又被称为起源石
 


  起源石是来自雨海东部边缘的一块斜长石,是古老月壳的一部分。组成这种岩石的化学元素主要是钠、铝、钙、硅和氧,几乎完全没有重元素。
 
  要形成这种轻飘飘的月壳,月球在诞生初期得有遍及全球的岩浆海洋,让最轻的矿物浮在最上层。那么问题来了:要让整个月球处于这样的状态,需要巨大的能量,能量从哪儿来?
 
  就只有一次巨大的撞击了呗。
 
  主流的大碰撞假说在阿波罗计划结束后不久被提出,描述了这样一幅图景:一个与火星差不多大小的原行星从侧面撞击了地球,撞击产生的巨大能量将海量的硅酸盐抛到太空中。在撞击之前,地球和这颗原行星都已经完成了内部的分异,绝大部分铁元素沉入了核心,所以撞击抛出的物质里铁元素比较少;被抛出的部分温度很高,所以挥发性物质都跑掉了,再冷却形成的,就是一个干燥、贫金属、表面沸腾着岩浆洋的月球。
 
  大碰撞假说在上个世纪九十年代盛极一时,大家几乎都是以一种板上钉钉的口气在描述它,还给撞上地球的这颗原行星起了个同样来自神话的名字叫忒伊亚,是月亮女神塞勒涅的母亲。但这个假说也有一个命门始终没能解决,那就是:
 
  月球岩石的同位素特征跟地球的地幔实在太像了。
 
  按理说,既然是有另一颗原行星跟地球相撞,两者的外壳都被抛出来,那么月球应该混合了一些外来的物质,和地幔不至于完全一样。而且根据计算机模拟的碰撞来看,月球的物质大部分来自忒伊亚。但实际上,月球物质的同位素特征却和地球保持高度一致,代表它们有着相同的来源。这就是月球起源假说的同位素危机。解释不了这个矛盾,大碰撞假说就始终只能还是假说。
 
  时间来到本世纪。科学家们展开了应对同位素危机的竞赛。有的人重新精确测量了阿波罗带回的样本,发现月球并不像原先所认为的那么干燥,而是含有少量的水。有的人调整了碰撞模型,让更多的地球物质能够被抛到空中。
 
  有的人提出,在撞击发生后,后来形成月球的物质和形成地球的物质曾经浑然一体,岩石蒸气在地核周围形成一个类似甜甜圈形状的构造,后来内侧形成地球,外侧形成月球。这种连接构造模型或者说合星模型基于对系外行星的观测,有时候碰撞并不会产生包围在行星周围的碎屑盘,而是形成介于行星和星盘之间的这样一种构造。
 
  还有人提出,导致月球形成的可能不是一次由巨大原行星带来的撞击,而是一系列的小型撞击,只要撞击角度合适,就能尽可能多地溅起地球物质,形成一颗与地幔物质来源相同的月球,而多个小型天体混合之后也不会留下明显的同位素痕迹。
 
  凡此种种,还需要更多地模拟、推测,以及来自月岩样本的更多信息。

 

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