@ 2017.01.19 , 12:00

脑洞问题:月球到底几岁?

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科学家们新测算出的月球年龄比之前的精确的多,这都要感谢阿波罗14号采集回来的月球岩石样本。对岩石进行分析后,科学家们确认月球是在45.1亿年前出现的。比太阳系形成早了6000万年。

这一结果比之前估算的月球年龄大了许多,我们一般认为月球的年龄在4.3亿到4.4亿岁之间。如果这个结果是准确的,这意味着月球的出现给太阳系带去了巨大影响。一直以来人们都认为月球是地球和一些小行星碰撞后留下的碎片形成的,而知道月球准确的年龄对于推测出地球上生命出现的时间也有何重要的意义。与其他小行星的碰撞会对我们的星球造成毁灭的打击,所以在形成完整的月球前地球上是不会出现任何生命体的。所以知道月球的年龄也让我们知道地球从何时开始成为一个适合居住的地方。

测定月球年龄的技术,具体细节发表在了《科学》杂志上,论文的主要作者Mélanie Barboni称,包括分析月球上带回的锆石样本中的矿物质的化学成分。研究这些矿物质帮助科学家们推算出了月球形成过程中的重要事件——锆石什么时候凝固的。这一重要的事件会让地球或月球上大量的岩浆融合在一起。锆石中的化学成分让科学家们推算出了在月球上这一凝固过程发生的时间,这是一个关键的过程,通常被认为是月球生命的开端。

然而卡内基科学研究所地磁学部门的主管Richard Carlson称,结果还不足以确定月球的年纪。Carlson还说到,虽然Barboni和她的团队做了许多工作,但对于分析锆石的技术他有一些担忧,以及在这项研究中所提出的一些假设。虽然这些担忧并不会对推算年纪造成什么干扰,但会使一些专家对结果产生怀疑。Carlson说:“他们正在解决一项十分复杂的问题,就是为什么我们还不能准确的算出月球的年纪。”

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锆石被认为是一个十分有价值的工具,可以用它来测定地球上的岩石的年龄。这种岩石是岩浆的结晶,几十亿年来从未发生变化。月球上的锆石被认为是在它火山还活跃的时候形成的结晶,岩浆从月球内部喷出在表面凝结成的锆石。加州大学洛杉矶分校的地球、行星和空间科学的助理研究员Barboni说:“这些矿石是你尝试理解整个过程的关键,它十分坚固。不会受到任何撞击和元素置换的影响。”

用来分析月球样本的技术被认为有些冒险,因为它涉及到将锆石溶解在酸里。Barboni说:“是的锆石会完全消失,当然它们十分宝贵,没有人愿意这么做。”但Barboni的同事们决定相信她。

经过这一过程Barboni能够分解出锆石中的4个主要元素。第一对元素是铀和铅,铀是一种放射性元素,经历过长时间后能够转化成铅。这种转化存在一种特定的比率,所以科学家们利用这些元素的比例可以推算出这块锆石有多老了。但是知道了锆石形成的时间还远远不够,因为月球形成的时间要早于锆石形成的时间。

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这就是为什么Barboni要测定另一对元素:镏和铪。当月球慢慢成形,一些物质会进入内部被月壳包围,在这一过程中镏和铪会以不同的比例留在月球的不同区域中。这些比例恰恰为月球的分化过程提供了线索,而锆石在那时还是岩浆。

然而,Carlson说假设提出的镏和铪的比例更像是在太阳系早期才出现的,这会让让我们对月球年纪的估计发生一点点改变。另外,他担心溶解于酸这一过程会对镏和铪的比例产生影响。但这并不足以毁掉整个研究,只是会对结果产生一些怀疑。Carlson说:“新的数据提到了高前类似研究的精确度。”

Barboni认为这项研究的意义在于,让我们知道月亮已经相当老了。一些科学家认为它在4.1亿年前形成的。如果真像研究中推算的那样,那在生命出现前一定发生了惊天动地的大事。地球的形成也有来了足够的时间和条件。Barboni说:“在月球形成后地球才有可能开始进化。这就是为什么月球的出生日期如此重要的原因,知道了它你才能知道地球是从何时开始进化成如此美丽的。”

本文译自 theverge,由译者 island 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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