1972年，阿波羅17號太空人哈里森-施密特（Harrison Schmitt），身上沾滿了月球塵埃。研究人員對這次任務中的月球晶體進行了測定，發現月球的年齡為44.6 億年–比之前認為的要早4000 萬年。資料來源：美國國家航空暨太空總署“這些晶體是巨型撞擊後形成的已知最古老的固體。”菲爾德博物館羅伯特-普利茲克流星學和極地研究館館長、內高尼互動研究中心高級主任、芝加哥大學教授、本研究的資深作者菲利普-赫克（Philipp Heck）說：”因為我們知道這些晶體的年齡，所以它們是月球年表的錨。”顯微鏡下的月球晶體顆粒

這項發現源自於赫克與研究的第一作者詹妮卡-格里爾（Jennika Greer）的合作，當時她還是菲爾德博物館和芝加哥大學的博士候選人。「我們的共同作者張必東（Bidong Zhang）和奧德麗-布維爾（Audrey Bouvier）找到了我們，他們需要對這些樣本進行納米級的觀察，以便全面了解它們，」格雷爾說，她現在是格拉斯哥大學的助理研究員。研究中使用的月球塵埃樣本是阿波羅17號太空人在1972年最後一次載人登月任務中帶回的。這些塵埃含有數十億年前形成的微小晶體。這些晶體是月球形成時間的線索。當火星大小的物體撞擊地球並形成月球時，撞擊的能量融化了最終成為月球表面的岩石。”當月球表面像這樣熔化時，鋯石晶體就無法形成和存活。因此，月球表面的任何晶體一定是在月球岩漿海洋冷卻後形成的，」赫克說。”否則，它們就會融化，其化學特徵也會被抹去。”月球晶體的微小銳尖。圖片來源：Jennika Greer由於晶體一定是在岩漿海洋冷卻後形成的，因此確定晶體的年齡將揭示月球的最小可能年齡。該研究的共同作者張必東（Bidong Zhang）之前的一項研究已經提出了這一年齡，但最近的這項研究首次使用了一種名為原子探針斷層掃描的分析方法，”確定”了這一已知最古老月亮晶體的年齡。格里爾說：”在原子探針層析技術中，我們首先使用聚焦離子束顯微鏡將一塊月球樣品削成一個非常尖銳的尖端，就像一個非常漂亮的捲筆刀。然後，我們使用紫外線激光將原子從尖端表面蒸發出來。原子通過質譜儀，它們移動的速度告訴我們它們有多重，進而告訴我們它們是由什麼構成的。”主要作者Jennika Greer 正在使用原子探測器。資料來源：西北大學迪特爾-伊斯海姆（Dieter Isheim）利用西北大學的儀器進行的這種逐原子分析，顯示了月岩晶體內部有多少原子發生了放射性衰變。當原子核中的質子和中子構型不穩定時，原子就會衰變，脫落部分質子和中子，轉化為不同的元素。例如，鈾衰變成鉛。科學家已經確定了這個過程需要多長時間，透過觀察樣本中不同鈾原子和鉛原子（稱為同位素）的比例，他們就可以知道樣本的年齡。”輻射測年的原理有點像沙漏，”赫克說。”在沙漏中，沙子從一個玻璃球流向另一個玻璃球，時間的流逝通過沙子在較低玻璃球中的堆積來表示。輻射測年法的工作原理與此類似，通過計算母原子的數量和它們轉化成的子原子的數量。由於轉化率是已知的，因此可以計算出時間的流逝”。研究人員發現的鉛同位素比例表明，樣本的年齡約為44.6 億年。因此，月球至少有這麼古老。“能夠證明你手中的這塊岩石是我們迄今為止發現的月球最古老的部分，這真是令人驚嘆。這是許多關於地球問題的錨點。”格里爾說：”當你知道某樣東西當你有多古老時，你就能更好地理解它在歷史上發生了什麼。”赫克說，了解月球形成的時間非常重要，因為”月球是我們行星系統中的重要夥伴–它穩定了地球的自轉軸，是一天有24 小時的原因，也是我們有潮汐的原因。沒有月球，地球上的生命將面目全非。這是我們想要更好地了解的自然系統的一部分，而我們的研究為整個畫面提供了一塊小小的拼圖”。