月球背面带回的月壤,正在改写我们对太阳系撞击史的认知。
中国科学院地质与地球物理研究所林杨挺研究员团队最新研究显示,碳质小行星大规模撞击地月系统的时间,远比此前预期更晚。这一结论来自对嫦娥六号月壤样品的精细分析,相关研究揭示了约43亿年至28亿年间小行星类型的显著转变。
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月球是太阳系撞击历史的完整记录者。近40亿年来,无数小行星碎片嵌入了月壤之中。其中,铁镍金属及其铂族元素组成构成了独特的"指纹"——这些金属易于识别,在撞击中能够保存,且不同类型小行星的微量元素存在系统性差异。通过分析这些外来金属,科学家得以追溯撞击源头的演变。
研究团队从嫦娥六号样品中筛选出40个含金属颗粒的撞击碎屑,分为玄武质和斜长质两大类。玄武质碎屑源自着陆区约28亿年前喷发的玄武岩,保存了此后积累的小行星碎片;斜长质碎屑则来自更古老的月球高地,时间可前推至43亿年前。
分析结果呈现出清晰的规律:13个斜长质碎屑中,绝大多数金属来自内太阳系的普通球粒陨石和铁陨石,碳质球粒陨石型金属占比低于8%;而在27个玄武质碎屑中,这一比例跃升至约26%。
这意味着,从43亿年到28亿年,撞击地月系统的小行星类型发生了根本性转变——早期以非碳质小行星为主导,晚期碳质小行星的贡献显著增加。
研究团队提出三种可能的解释:巨行星轨道迁移将外太阳系碳质小行星散射入内;雅克夫斯基效应对低反照率、高挥发分碳质小行星的长期累积作用;或是一颗乃至多颗大型碳质小行星在此期间碰撞解体,产生大量碎片。
这一发现对理解地球水源问题具有关键意义。碳质小行星富含水和有机物,主流观点认为地球原始建造材料来自"干燥"的内太阳系,后期小行星撞击因此成为水和挥发分的重要来源。但新研究表明,碳质小行星的主要撞击期偏晚,此时撞击通量已大幅降低,其对地月系统水和挥发分的贡献可能受到显著限制。
未来,更多不同年龄月表样品的采集,将进一步精细刻画这一演变规律,为太阳系天体轨道动力学演化提供关键参数。
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