月球这1.5亿年的历史无法解释，除非它曾被熔岩覆盖
环球科学约 3 分钟图片来源：NASA
撰文 | 帕耶尔·达尔（Payal Dhar）
翻译 | 张宇哲
月球是地球在宇宙中最近的邻居，也是我们人类唯一登陆过的地外天体。曾有一颗火星大小的陨石撞击了早期地球，产生的碎片最终形成了月球，然而科学家至今仍不确定这一事件发生的具体时间。月球岩石样本表明它发生在约43.5亿年前，但当前的行星形成模型和月球表面的锆石碎片却表明，这一撞击事件至少要追溯到45.1亿年前。
《自然》（Nature）杂志上发表的一项新研究为这1.5亿年的时间差提供了新的解释。通过计算机建模和对既有研究的分析，研究人员认为，约43.5亿年前的岩石样本可能并非源自月球形成过程，而是来自月球形成后经历的另一个事件——月球被短暂加热，导致其表面融化并重结晶。
月球的椭圆轨道正在让它缓慢地远离地球。随着月球在轨道上运行，它不断受到地球引力的挤压和拉伸，从而导致潮汐加热事件——其中一次很可能就发生在43.5亿年前。该研究第一作者、加利福尼亚大学圣克鲁斯分校的行星科学家弗朗西斯·尼莫（Francis Nimmo）表示，那时候的月球像木卫一伊欧（Io）那样，“表面可能遍布火山。”这一事件可能抹除了由陨石撞击产生的盆地，而这些盆地正是研究人员用来估算月球年龄的重要依据。
尼莫表示，1.5亿年的差异对科学家来说非常重要，尤其是在研究早期地球演化时。他指出“月球一直在远离地球，而那时的速率取决于当时地球的状态：是固态还是液态？它有海洋、有大气层吗？”例如，极早期的地球可能并没有海洋——否则它会使月球远离地球的速度过快。月球的诞生时间对这些计算至关重要，而更复杂的潮汐加热模型和相关的矿物学研究有助于我们更精确地理解这一过程。
加州理工学院的地球物理学家宫崎义典表示：“此前没有研究能够全面整合所有可用的证据。上述研究则提供了一种更清晰的视角，有助于解释月龄估算结果之间的差异。”他并未参与这项研究。
目前关于地球和月球诞生时间的假设认为，它们诞生于太阳形成后3000万年到1.5亿年之间，不同的时间点描绘的行星形成场景截然不同。宫崎认为：“解决这些不确定性，对于构建一个一致的太阳系历史图景至关重要。”
本文选自《环球科学》3月刊“前沿”栏目。
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