天文：想不到吧！地球与月亮的组成物质并不完全一致
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一项新发现推动了月球起源的大碰撞理论的发展 。
这张月球的合成影像是由1994年美国宇航局（NASA）在克莱门汀（Clementine）任务中收集到的数据构建而成 。
一项新的研究发现月球和地球之间的差别似乎比我们之前认为的大得多 ， 这对了当前的月球形成模型提出了质疑 。 地球起源于大约45亿年前 ， 而在过去的研究表明月球的出现在此后不久 。 在过去的三十年里 ， 对月球起源的主流解释是月球产生于两个原行星或者胚胎行星之间的相互碰撞 。 其中一个是刚形成的地球 ， 而另一个是火星大小的岩石 ， 名为Theia ， 在希腊神话中以月亮之母命名 。
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） ， 是这项新研究的共同作者 。 他告诉天文在线 ，“尘埃落定后 ， 留下了两个星球——地球和月球 。 ”“大碰撞理论”似乎能够解释有关地球与月球之间的诸多细节 ， 比如为什么月球的体积比地球大 ， 以及两个星球的倾斜角度和自旋速率 。 然而 ， 在过去的20年左右的时间里已经有证据出现 ， 这些证据质疑着这个假说并为月球起源的研究提供了更多的选择 。
大碰撞的电脑模型显示 ， 月球70%到90%的构成应都来自于忒伊亚（一颗假设存在的远古行星 ， 存在于早期的太阳系 。 根据大碰撞说 ， 忒伊亚星的直径约6000公里 ， 差不多跟火星一样大） 。 问题是 ， 绝大部分太阳系中的天体都有着自己独特的化学构成 ， 地球 ， 月球和忒伊亚也不应例外 。 然而 ， 在阿波罗计划中被带回来的月球岩石样本却不可思议的与地球类似 ， 而且在电脑模型预测的同位素这一指标上更加的类似 。 （同一种元素的同位素有着相同的质子数与不同的中子数）
【天文：想不到吧！地球与月亮的组成物质并不完全一致】元素(如氧)同位素的这种极端相似性给巨量撞击的设想带来了巨大的挑战 。 一种可能性是 ， 在谈到氧同位素时 ， 原始地球和忒伊亚几乎一开始就完全相同 ， 这似乎不太可能 。 另一种解释是 ， 在撞击之后 ， 原地球和忒伊亚的氧同位素完全混合在一起 ， 这可能是由于一次剧烈的撞击 ， 使早期地球的一大部分蒸发了 ， 月球从被称为synestia的甜甜圈状物质中出现 。 但科学家说 ， 这种情况和其他情况可能需要不太可能的撞击条件 。
在这项新的研究中 ， 研究人员对一系列月球样本中的氧同位素水平进行了新的高精度测量 。 研究人员在先前工作的基础上又扩展了研究范围 ， 重点研究了各种类型的月球岩石 。
夏普说 ， 科学家们发现 ， 根据所测试的月球岩石类型 ， 氧同位素组成存在细微但有规律的差异 。 这表明 ， 之前的研究将月球同位素数据平均起来 ， 而忽略了岩石类型的差异 ， 可能并没有给出地球和月球之间差异的准确图像 。
这篇研究报告的主要作者、新墨西哥大学同位素地球化学家埃里克·卡诺在接受未来美国采访时说：“走进这个项目 ， 我们的研究结果有望与前人的研究结果相吻合 。 ”最令人惊讶的是 ， 我们发现了每个月球样本的进化 。 ”
为了解释这个发现 ， 研究人员认为 ， 地球和忒伊亚之间的巨大碰撞确实导致了两个天体之间的融合 。 不过 ， 夏普说 ， 由此产生的月球和地球虽然成分非常相似 ， 但组成却截然不同 。
夏普说 ， 后来 ， 在撞击后的前1000年左右时间里 ， 撞击留下的碎片蒸发的岩石很可能导致“数百年来熔岩倾泻到月球上” 。 熔岩雨和覆盖新生月球的岩浆流之间复杂的物理和化学相互作用 ， 可能导致月球最上部岩石中的氧同位素组成更接近地球岩石 ， 与地球相比 ， 来自月球深部地幔的样品所测月球岩石的氧同位素组成最不相同 。
【天文：想不到吧！地球与月亮的组成物质并不完全一致】卡诺说 ， 这些发现最重要的含义是 ， 巨型撞击模型不再需要解释地球和月球之间几乎无法区分的氧同位素组成 。 ”我认为这将为一系列全新的震撼场景打开大门 。 未来的研究可以通过分析其他月球样本来扩展这项新的研究 。 ”他说：“这项未来研究的障碍可能是我们从阿波罗任务中获得的材料数量有限 。 ”其中一些月球岩石类型的带回量非常小 ， 很难获得用于研究 。 ”
同样来自新墨西哥大学的月球科学家、夏普和研究合著者希普·希勒在《自然地球科学》杂志上在线详细介绍了他们的发现 。
参考资料
1.Wikipedia百科全书
2.天文学名词
3.Charles Q. Choi -神灵之踹、投资人生 ， 世瑜
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