科学家们确定了月球上最古老、最大的撞击盆地的年龄

巨大的南极-艾特肯（South Pole-Aitken / SPA）盆地是月球的主要特征之一，尽管从地球上看不见。它位于月球背面，只有航天器才能看到。它是太阳系中最大的撞击特征之一，关于它还有许多悬而未决的问题。是什么类型的撞击物创造了它？喷出的物质最终在哪里？探索它是否可行或值得？

但最大的问题可能是：它的年龄有多大？

SPA盆地直径约2500公里（1600英里），深度在6.2至8.2公里（3.9-5.1英里）之间。研究表明，它是月球上最古老的撞击盆地，可能形成于42亿到43亿年前。这使它处于太阳系内部轰击最激烈的时期。但关于这个日期的准确性存在争议。更精确的测量将帮助科学家了解太阳系的历史，以及帮助形成太阳系的轰击时期。

现在，曼彻斯特大学和其他机构的研究人员解决了SPA的年龄问题。他们的研究结果发表在《自然天文学》杂志上，题为《月球南极-艾特肯盆地年龄43.3亿年的证据》。该研究的主要作者是曼彻斯特大学的凯瑟琳·乔伊教授。

“我们的发现的意义远远超出了月球。我们知道地球和月球在其早期历史中可能经历过类似的影响，但地球上的岩石记录已经丢失了。”
合著者罗曼·塔特塞博士，曼彻斯特大学

不管是什么撞击了月球，其影响都是灾难性的。一些人估计，撞击物的直径为200公里，远远大于导致恐龙灭绝的希克苏鲁伯撞击物的直径为10公里。这次巨大的能量撞击代表了内太阳系历史上的一个关键事件。

研究人员写道：“确定这一灾难性事件的时间是了解月球盆地形成时代开始的关键，这对了解太阳系内部的撞击轰击历史具有重要意义。尽管如此，SPA盆地的形成年龄仍然很难确定。”

太阳系内部的天体受到了彗星和小行星的撞击。在地球上，这些撞击的证据大多被数十亿年的板块构造和风化作用抹去了。大多数撞击只有微弱的证据。南非的弗里德沃陨石坑是由大约20亿年前的一次巨大撞击造成的。它受到了如此严重的侵蚀，以至于科学家们不确定最初的撞击结构有多大。

由于地球的撞击特征不完整，科学家们通过研究月球表面来了解地球和月球的撞击历史。幸运的是，月球表面的一些证据已经以着陆器收集的样本的形式传到了地球。一些偶然的证据也来自陨石。

该研究的合著者、曼彻斯特大学高级讲师罗曼·塔特塞博士说：“我们发现的意义远远超出了月球。我们知道地球和月球在其早期历史中可能经历过类似的影响，但地球上的岩石记录已经丢失。我们可以利用我们对月球的了解，为我们提供有关同一时期地球状况的线索。”

当一个巨大的撞击物快速撞击岩石行星或卫星时，它会释放出大量的能量。撞击会在地表散布碎片，甚至将一些碎片送入太空。科学家们研究了来自月球和火星撞击的多种陨石，通过研究他们学到了很多东西。事实上，它们的数量如此之多，以至于科学家们已经能够根据它们的小行星母体对许多陨石进行分类。

这次撞击至少有一块碎片到达了地球：一块名为“西北非洲2995”的月球陨石。

多年来，不同的研究人员对NWA 2995进行了研究。通过将其与阿波罗号的样本进行比较，他们发现它具有相同的氧同位素比率，这表明它们来自同一个月球。这块陨石的矿物和质地也与月球高地的地壳岩石非常相似。

研究人员写道，这块陨石“与SPA盆地南部地区暴露的岩性非常吻合”。

NWA 2995于2005年在阿尔及利亚被发现，它在地球上存在的时间并不长。它只存在了几千年，通过分析某些宇宙核素（暴露在宇宙射线下产生的原子）的浓度，科学家们已经确定，这块岩石在太空中只存在了大约2200万年。所以，尽管它最初是在一次古老的撞击中形成的，但直到很久以后，它才被随后的撞击发射到太空中。NWA 2995相对不变，可以提供早期太阳系的见解。

NWA 2995是科学家所说的风化角砾岩。风化层是覆盖在基岩上的一层松散的岩石物质。角砾岩是一种由岩石和矿物的角状碎片由细颗粒物质粘合在一起形成的岩石。根据作者的说法，NWA 2995代表了一种“古老的融合月球土壤，由许多不同的岩石和矿物成分组成。”

研究人员检查了NWA 2995，以确定SPA盆地的年龄。他们对陨石的一系列矿物和岩石成分进行了放射性测年，以确定NWA 2995的年龄。

研究人员还将NWA 2995与美国宇航局月球勘探者号的轨道数据进行了比较，后者使用低极轨道来绘制月球表面成分图。他们绘制了一张地图，显示了陨石起源于月球不同地区的可能性。

他们发现陨石很可能来自两个地点之一，都在SPA内。附近的卡巴内陨石坑大小正好可以喷出像NWA 2995这样的岩石。

研究人员分析了NWA 2995中铀和铅的年龄。结果表明，该盆地形成于43.2 ~ 43.3亿年前。这意味着它比其他主要的月球盆地群，如Serenitatis盆地、Nectaris盆地和crisis盆地早形成大约1.2亿年。

曼彻斯特大学皇家学会研究员约书亚·斯内普博士是这项新研究的合著者之一。斯内普说：“多年来，全球科学家一直在研究阿波罗号、月球号和嫦娥五号任务期间收集的岩石，以及月球陨石，并建立了这些撞击事件发生时间的图片。”

斯内普说：“几十年来，人们普遍认为，撞击轰击最强烈的时期集中在42亿至38亿年前，也就是月球历史的前5亿年。”“但是现在，将南极艾特肯盆地的年龄限制在1.2亿年前，削弱了对月球撞击轰击这一短暂时期的说法，而是表明在更长的时期内，撞击过程更加渐进。”

当未来的任务从该地区收集更多的样本时，这些结果只会变得更加有力。该研究的主要作者乔伊说：“南极-艾肯盆地提出的43.2亿年前的古老年龄现在需要通过从陨石坑内已知地点收集岩石的样本返回任务来验证。”

作者在结论中写道：“我们提出的SPA形成年龄需要通过未来对嫦娥六号任务从阿波罗盆地地区南部收集的样本进行放射性测年确认，或者通过未来拟议的任务（例如旨在从SPA盆地底部采集100公斤样本的Endurance-A漫游车概念）进行确认。”

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