近四分之一的月球撞擊碎片最終落在了地球
月球表面佈滿了撞擊坑,從微小的坑到直徑超過1000 公里的巨大盆地。這些隕石坑主要形成於大約40 億年前的晚期重轟炸期,當時太陽系內部經歷了小行星和彗星撞擊的活躍時期。

阿波羅10 號任務期間拍攝的毛奇隕石坑。 (美國太空總署)
與地球不同,月球缺乏大氣層和顯著的地質活動,而地球的地表會不斷受到風化、侵蝕和構造活動的重塑。因此,這些撞擊特徵得以保存數十億年之久。這些保存完好的隕石坑記錄,記錄了太陽系形成和演化的關鍵歷史。
在隕石坑形成過程中,大量噴出的月球物質達到了月球的逃逸速度並到達地球。研究這些岩石有助於我們了解物質在兩顆天體之間的移動方式。

南極上空的月球隕石坑
一組研究人員已將注意力轉向這項研究,他們的論文已於近期發表。這項由何塞·丹尼爾·卡斯特羅-西斯內羅斯(Jose Daniel Castro-Cisneros)領導的研究利用比以往研究更完善的電腦模型來追蹤月球碎片如何抵達地球。
該研究使用模擬來檢查更長時間段內的更多起始條件,以更好地估計有多少月球物質到達地球以及它是否對近地天體有所貢獻。
研究團隊也希望透過研究月球碎片的軌跡,能夠拼湊出地球撞擊的時間線,以及它對生命和地質的影響。他們尤其對像卡莫奧阿萊瓦這樣的天體感興趣,據信該天體的直徑在36至100公尺之間,繞著地球運行,實際上可能是月球的一部分。
透過使用REBOUND 模擬程式包追蹤月球粒子長達十萬年,先前對月球噴出物的研究得到了改進。與先前使用不同階段進行研究不同,該團隊使用更真實的噴出速度分佈同時模擬了地球和月球。
他們每五年記錄一次數據,並將碰撞事件定義為噴出物到達地球表面100 公里以上,更全面地了解物質如何從月球轉移到地球。
研究團隊得出結論:在月球撞擊之後的10萬年裡,地球收集了約22.6%的噴出物質,其中一半發生在最初的1萬年內。碰撞率隨時間呈冪律分佈(一種量的變化導致另一個量也發生相應比例變化的關係),與這些量的初始大小無關。
從月球後緣發射的物質與地球碰撞的機率最高,而從月球前緣發射的物質與地球碰撞的機率最低。月球噴發物撞擊地球時,速度為每秒11.0至13.1公里,主要撞擊在赤道附近(兩極撞擊次數減少24%)。這些撞擊在早晚時段幾乎對稱分佈,高峰出現在上午/下午6點左右。
這項研究極大地推進了我們對月球與地球物質交換的理解,顯示近四分之一的月球撞擊噴發物到達地球,其中一半在短短10000 年內到達。
關於赤道撞擊集中度和月球發射地點重要性的發現揭示了這一過程中以前未知的模式。這些結果增強了我們對地月系統共同撞擊歷史的理解,同時支持了像卡莫奧阿萊瓦這樣的物體的月球起源假說。