研究人員公佈的新發現重塑了我們對月球形成和地球早期水合作用的認識。他們發現月球很可能起源於地球的地幔，而不是像以前認為的那樣起源於與原行星忒伊亞的碰撞。 此外，這項研究還支持這樣一種觀點，即地球上的水可能從一開始就存在，這對後來由隕石撞擊產生水的理論提出了質疑。

月球起源和地球早期水的發現

哥廷根大學和馬克斯-普朗克太陽系研究所（MPS）的研究小組對月球的起源和地球上水的存在有了重大發現。

以前，科學家認為月球是在早期地球與一顆名為忒伊亞的原行星大規模碰撞後形成的。 然而，新的發現表明，月球主要是由地球地函噴出的物質形成的，忒伊亞的貢獻微乎其微。

這項研究也支持這樣一種觀點，即地球上出現水的時間可能比以前認為的要早得多，而不是後來透過小行星撞擊才出現的。 這些突破性的成果最近發表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上。

先進的同位素分析技術

為了得出這些結論，研究人員分析了14 個月球樣本中的氧同位素，並對地球礦物進行了191 次測量。 同位素是同一種元素的不同形式，只是原子核的重量不同。

研究小組利用了一種名為”雷射氟化”技術的增強版，該技術利用雷射從岩石樣本中提取氧氣。 他們的分析表明，地球和月球樣本中的氧-17（17O）這一特定同位素非常接近。 這種驚人的相似性長期以來一直困擾著科學家，他們甚至創造了”同位素危機”一詞來描述這種難以解釋的現象。

自阿波羅時代以來，月球樣本一直存放在美國國家航空暨太空總署位於休士頓的約翰遜太空中心，供研究使用。 哥廷根實驗室分析的所有月球樣本均由美國太空總署提供。 圖片來源：Andreas Pack

哥廷根大學地球科學中心常務董事兼地球化學與同位素地質學部主任安德烈亞斯-帕克教授說：”一種解釋是，忒伊亞在早期碰撞中失去了岩石地幔，然後像金屬砲彈一樣撞向早期地球。

所獲得的數據也讓我們對地球上水的歷史有了深入的了解：根據一種普遍的假設，水是在月球形成之後，通過一系列被稱為”晚期單板事件”的進一步撞擊才來到地球上的。 由於地球受到這些撞擊的頻率遠高於月球，氧同位素之間也應該存在可測量的差異–這取決於撞擊物質的來源。

第一作者梅克-菲舍爾（Meike Fischer）解釋說：”然而，由於新數據顯示情況並非如此，因此可以排除許多類型的隕石是造成’晚期單板’的原因。我們的數據可以用一類被稱為’恩斯特隕石’的隕石很好地解釋：它們在同位素上與地球相似，並且含有足夠的水，是地球水的唯一來源。

編譯自/ ScitechDaily