PDF《50 报庆特刊》

浙江吉利控股集团有限公司 浙江双金机械集团有限公司 浙江天赐控股集团有限公司 本报副理事长单位: 化学性质比较 化学性质比较: : 月球与地球为何如此相似 月球与地球为何如此相似 月球与地球为何如此相似 月球与地球为何如此相似 月球与地球为何如此相似 月球与地球为何如此相似 月球与地球为何如此相似 月球与地球为何如此相似 月球与地球为何如此相似 月球与地球为何如此相似 月球与地球为何如此相似 月球与地球为何如此相似 月球与地球为何如此相似 月球与地球为何如此相似 月球与地球为何如此相似 月球与地球为何如此相似 月球与地球为何如此相似 月球与地球为何如此相似 月球与地球为何如此相似 月球与地球为何如此相似 月球与地球为何如此相似 月球与地球为何如此相似 月球与地球为何如此相似 月球与地球为何如此相似 月球与地球为何如此相似 月球与地球为何如此相似 月球与地球为何如此相似 月球与地球为何如此相似 月球与地球为何如此相似 月球与地球为何如此相似 月球与地球为何如此相似 月球与地球为何如此相似 月球可能主要是由一颗古老行星撞击 地球后的残骸形成的.

那么, 月球在化 学性质上为何跟地球如此相似呢? 【导读】 长期以来, 行星科学家们认为: 地球跟另外一颗行星 撞击之后, 我们地球的这颗卫星就形成了.但是, 对地球 和月球的岩石所进行的研究结果表明, 情况并非如此. 对月球岩石成分的一项最新分析可能有助于最终解开月 球形成之谜.这些月球岩石是 阿波罗 号的航天员带回 地球的. 有关月球的形成, 目前的看法是: 在地球历史的早期 阶段, 一颗火星大小的行星倾斜着撞击到地球上;

撞击摧 毁了那颗行星, 所形成的大部分碎块以及地球的部分碎 块在地球周围形成了一个盘状带, 盘状带中的碎块最终 结合到一起成为月球.多数证据支持这个推测: 当时形 成的月球温度很高, 将轻元素和水分蒸发掉, 剩下了我们 当今所看到的干燥的岩石卫星;

月球有一个小型核心, 与 撞击行星的一部分和地球的外表部分共同构成相符合;

地月系统旋转速度快, 与斜向撞击相符合. 然而, 有一项证据并不相符: 月球岩石的成分.研 究人员业已发现: 作为陨石坠落到地球上的岩石, 如果 来自太阳系不同的区域, 其构成成分就会有细微的差 别.例如, 其中的氧会以不同的种类呈现出来――同 一种元素的不同种类被称为同位素.氧-16 是最常见 的一种, 接下来就是氧-17 和氧-18.氧-17 的原子核中 有一个额外的中子;

氧-18 有两个额外的中子.来自太 阳系不同区域的陨石中, 这些同位素的比例也有所不 同.比如说: 与小行星的岩石或地球的岩石相比, 火星 岩石的氧-17 与氧-16 之比就会大不相同.同位素比率 是非常可靠的, 研究人员利用这些比率来确定陨石来 自哪里. 不解之谜如下: 大碰撞假说预测, 月球70%~90%的 物质应该来自撞来的那颗行星, 因此其同位素比率应该 跟地球不同.但是, 自从研究人员得到了 阿波罗 号带 回的月球岩石并对其进行分析之后, 没有发现地球和月 球在同位素比率上存在任何重大的差别, 对氧、 钛、 钙、 硅、 钨等元素的同位素研究均一无所获. 这一矛盾之处让行星科学家感到极为困惑, 近年来 他们甚至提出了几个非传统的假说来解释月球的起源. 一个假说中提出: 撞击之后地球材料和碎块圆盘之间可 能发生了更加充分的混合;

或者, 如果地球被一颗同样大 小的行星从正面撞来, 那么它们的残余部分就会完全混 合.另外的一种可能性是: 快速旋转的地球可能被一颗 小得多的行星击中, 这颗撞来的行星没有为月球的构成 提供多少材料.但是, 这些假说仍然难以证明撞击事件 到底如何演化成了当今的地月系统. 月球真是地球的一部分吗? 研究人员更倾向于坚持那个最初的普通撞击假说, 因为它能够较好地解释许多情况.不久前, 最新的研究 结果发表在 《科学》 杂志在线版上, 该结果给研究人员提 供了一些希望: 月球岩石的氧-17与氧-16之比明显高于 地球岩石.研究人员之所以进行这项新研究, 是因为最 近德国科隆大学的丹尼尔 ・ 赫瓦兹带领一组研究人员将 他们的质谱仪进行了升级, 决定通过测量地月同位素来 检验一下这台设备, 这是一种具有原子级精度的超敏仪 器.研究小组成员、 德国哥廷根大学的安德烈亚斯 ・ 帕 克说: 我们现在的分析条件要比其他实验室强出许 多. 研究小组开始分析作为陨石坠落在地球上的月球 岩石, 但他们发现: 这些岩石在地球上经历了风化, 使分 析结果产生了偏差.因此, 他们从美国国家航空航天管 理局拿来 阿波罗 号分别在第

11 次、

12 次和

16 次航天 任务中带回的一些月球岩石样品.他们从所有样品中 提取了氧, 然后使氧通过这台质谱仪, 以测出每一种氧 同位素所占的比例.分析结果为: 月球岩石样品的 氧-17 与氧-16 之比, 比地球地幔中的岩石高出 12ppm. 这一差异支持该观点: 原地球跟一颗撞来的行星发生 了剧烈的撞击, 然后形成了月球. 研究小组在论文中写 道.在一封电子邮件中, 帕萨迪纳市加州理工学院的行 星科学家大卫 ・ 史蒂文森评论道: 终于找出了同位素中 的比例差异, 我们有一种宽慰感, 因为地月之间不存在 任何差异是难以解释的. 对于存在的差异, 研究小组承认可能会有其他的解 释, 其中之一是: 在撞击发生之后的某段时间里, 地球遭 受了氧同位素比率较低的物质碎块所带来的轰击. 现 在找到了差异, 许多科学家将会进行研究, 去进一步证 实或否定差异的存在, 对于这种差异意味着什么, 也将 会展开激烈的争论. 研究小组称: 研究结果表明, 地球材料和撞击行星 材料在月球的构成中大约各占50%.此外, 较高的同位 素之比表明, 撞击行星主要是由一种被称为 顽火辉石 球粒陨石 的罕见材料构成的.绝大多数落在地球上的 陨石是球粒陨石, 但其中只有大约 2%是顽火辉石球粒 陨石. 顽火辉石球粒陨石的潜在重要性是很有趣的, 但 是对于最初结合在一起构成地球的天体材料, 我们目前 仅仅局限于推测, 因为那些材料已经不存在了. 编译: 胡德良 来源: 美国 《科学》 杂志网站 月球部分元素来自撞击行星 科普 贴相关据美国太空网报道, 月球可能比科 学家之前预想的要更年轻.有关月球形 成的主要理论认为月球是由一颗神秘行 星――大小相当于火星甚至更大, 在45.6 亿年前撞击地球产生的, 也就是太 阳系形成后不久.然而, 对月球岩石的 最新分析结果表明, 月球很可能是这次 巨大撞击后喷射至太空的残骸的合并 体, 它的实际年龄只有 44~44.5 亿年 老.这项发现表明月球比之前预测的要 年轻

1 亿年, 这可能重塑科学家对早期 地球以及它的自然卫星的理解. 科学家已经充分了解了太阳系的年 龄(45.68亿年) , 他们也能够精确确定相 对较小的天体形成时期, 例如小行星, 主 要是靠确定这些天体经历巨大的融化时 间, 因为这些天体碰撞和融化自身基本 构造单元 微行星 时会产生大量的热. 例如对来自小行星维斯塔并最终落 入地球的陨石分析结果显示, 这颗

530 千米宽的太空岩石大约有 45.65 亿年 历史.维斯塔冷却相对较快, 且因为太 小而无法保留足够的内部热量以驱动进 一步的融化或火山活动.卡尔森解释 道. 然而, 确定较大的太阳系天体则 相对更加困难.研究人员表示: 将研 究对象转移到地球或者月球, 那么获 得的答案可能没有这么精确;

与类似 维斯塔的小行星相比, 地球可能需要 更长时间发展, 且它在生长过程中的 每一步可能都会抹去, 至少遮蔽早期 事件的踪迹. 科学家的估计越来越精确, 因为他 们不断改善使........