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科学家对月球撞击坑展开研究,有助于了解地球历史

[日期:2019-02-20]    来源:  作者:

  新浪科技讯 ?#26412;?#26102;间220日消息,据国外媒体报道,拜恐龙所?#20572;?#23567;行星撞击在地球上可谓臭名昭著,但事实上,月球才是我们身边最伤痕累累的一位。

 

  这是因为地球拥有“十八班武艺”,可以逐渐抹去小行星留下的撞击坑。这使想要研究太阳系中穿梭的碎片的科学家们倍感沮丧。因此有一项新研究决定利用坑坑洼洼的月球表面,追溯撞击地球与月球的碎片历史。而研究发现的迹象显示,大约2.9亿年前,地球周边地区比如今混乱动荡得多。

 

  “这是一项很酷的研究,将帮助我们更好地理解动力十足的太阳系,”美国密歇根奥尔滨学院物理学家妮可·泽尔纳(Nicolle Zellner)表示,“这项研究将启发人们展开思考、进行测试,这一点非常令人激动。”

 

  从太阳系的尺度来看,地球和月球靠得非常近,游离的小行星击中二者的概率几乎相同。(地球吸引的小行星可能会稍微多一些,因为地球引力更强,且表面积更大,但单位面积受撞击的概率相差无几。)

 

  科学家在地球上只找到了约180个撞击坑,而月球表面则多达数十万个。这是由于地球?#31995;?#25758;击坑会被风、雨水、海洋和板块活动逐渐抹除。“月球是研究撞击坑的完美对象,”该研究的主要作者、行星科学家莎拉·玛兹罗埃(Sara Mazrouei)指出,“那里的一切都亘古不变。”

 

  但为了追溯陨石撞击的历史,科学家不仅要找到撞击坑,还要估测出它们的年龄。而这一点在月球上比地球上困难得多,因为地质学家无法直接从月球陨石坑中采集样本,

 

  因此,负责此次新研究的团队决定采取一种出人意?#31995;?#27979;量方法:分析陨石坑附近岩石在漫长、寒冷的月球夜间的储热情况。这种方法乍?#27492;?#20046;太过随意。但当一颗巨大的陨石击中月球时,便会产生一个撞击坑,撞击坑所在处的物?#26102;?#38543;即飞散到撞击坑周围。随着时间的推移,这些飞散出的石块又会被稍小一些的陨石击中,分裂成更小的碎块,最终化为岩屑。因此该团队提出,陨石坑越古老,周围散落的岩石就越细碎;同理,陨石坑越新,周围的石块就越大。

 

  当月球从连续14天的?#23383;?#21464;为连续14天的夜晚,这些体积不同的石块的温度变化速度便会有所区别。“大块岩石在整个夜间都能保留一定的温度,但岩屑或砂石的热量则会迅速流失,”玛兹罗埃指出,“陨石坑越古老,大的岩石块就越少。”换句话说,冷却得就越快。

 

  因此玛兹罗埃和同事们分析了NASA月球勘测轨道飞行器搭载的仪器“Diviner”收集的热?#19978;?#25968;据。该团队从中找到了111个他们知道年龄不到10亿岁的撞击坑,对它们的热规律进行了分析,然后利用了一个模拟月球岩石分解的模?#20572;?#20272;测出了这些陨石坑的年龄。

 

  结果发现了一条十分有意思的规律:大约2.9亿年前,月球受撞击的频?#35782;?#28982;升高,几乎翻番。这?#24471;?#24403;时太阳系可能发生了某种巨变。该研究团队提出,也许当时小行星带中有一大块岩石突然破裂,并游荡到了地球和月球附近。该团队又将地球上已知的陨石坑与研究发现相比,也发现了类似的规律,这?#24471;?#31185;学家们发现了一系列数量不多、但很有代表性的撞击坑。

 

  但并非人人都信服这一结果。“这些结果的确很有意?#36857;?#20294;我认为对得出这些结论的支持力度还不够。”普渡大学行星科学家杰伊·梅洛什(Jay Melosh)表示。他对该团队采用的石块分解模型格外存疑,认为无法解释为何石块体积越小、分解速度就越快。他还认为地球?#31995;?#25758;击坑数量太少,不足以开展令人信服的数据分析,担心该研究团队采用的样本规模太小。

 

  “不是说他们一定错了,但也不能说他们就是对的,我们只是还说不好而已。” 梅洛什指出。

 

  泽尔纳很清楚研究月球撞击坑的?#35759;?#26377;多大,毕竟她曾经研究过由阿波罗号带回地球的月球样本?#23567;⒂稍?#30707;撞击产生的小玻璃珠。但即使利用实验室中的技术,也很难?#33539;?#36825;些玻璃的产生时间,而且这些样本都只来自月球表面的一小块区域。而如果采用轨道探测器的数据,虽然隔得比?#26174;叮?#20294;可以覆盖整个月球表面。这两种方法都不完美。

 

  “我们已经在现有条件下尽己所能了。”泽尔纳表示,“这就是科学研究,对不对?我们提出一个想法,然后设法验证这些想法。它们要么能经受住时间的考验,要么就经不住。”

 

  至于为什么要大动干戈研究月球的撞击历史,这三名科学家?#20960;?#20986;了令人信服的理由。第一条、也是最关乎我们切身利益的一条:发生在地球?#31995;?#38504;石撞击往往会产生令人不快的副作用。

 

  “大家对地球受撞击的概?#35782;?#24456;?#34892;?#36259;,因为我们可不想落得和恐龙一样的下场。”梅洛什表示。那次陨石撞击造成了灾?#30740;院?#26524;,抹去了地球?#31995;?#26102;近四分之三的物种,不过这些物种的灭绝?#25925;?#20026;我们的哺乳动物祖先提供了发展壮大的空间。“?#24378;?#38504;石是我们人类的?#20197;?#30707;,但对当时的其它物种来说就很惨了。”理论认为,如果我们对陨石撞击的了解足够充分,下次发生这种事情时,也许就能拯救?#32422;?#20110;水火之?#23567;?span lang="EN-US">

 

  而泽尔纳认为,如果能更好地了解太阳系,或许能帮助科学家进一步了解其它行星系的成型过程。

 

  玛兹罗埃认为此次研究是一个很好的例子,?#24471;?#22826;阳系中的各个天体可以互相提供研究思路。该研究的共同作者之一已经开始展望针对水星的贝皮可伦坡号任务。该探测器上将配备一台与月球勘测轨道飞行器类似的仪器,将为陨石撞击研究提供新角度。

 

  地球很?#23460;?#23621;住,但科学家无法在地球上拼凑起这颗星球过去的历史。玛兹罗埃指出,我们必须研究月球、以及月球保存完好的坑洼表面,才能充分了解地球的经历。

 

  该研究论文发布在117日的《自然》期刊上。(叶子)

 

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