月岩中发现古老地球岩石

阿波罗14号样本“达巴沙”有一个2厘米长的碎片，据信来自地球。资料来源:美国航天局

迄今为止，地球上最古老的岩石可能出现在一个令人惊讶的地方，月球。科学家们说，阿波罗宇航员收集的一块较大岩石中嵌有一颗2厘米长的鹅卵石，实际上是40亿年前我们星球的一个碎片。

"这是一个非常具有挑衅性的结论，但也可能是正确的。"塔拉哈西佛罗里达州立大学的宇宙学家穆尼尔·胡马云说。这一发现“有助于更好地描述早期地球以及在生命早期改变我们星球的影响”。德克萨斯州休斯顿月球和行星协会的月球地质学家大卫·克林说。

1月24日，克林和他的同事在《地球和行星科学通讯》上发表了研究结果。

克林指出，在岩石形成后的某个时刻，一颗小行星撞击地球并将其炸毁。它找到了去月球的路——那时月球离地球的距离是地球的1/3。该碎片后来被月球角砾岩(一种混合岩石)吞没。最终，阿波罗14号宇航员在1971年将它带回地球。

尽管地质学家已经成功地在地球上发现了来自月球、火星和小行星的陨石，“这是第一次月球岩石被认为是来自地球的陨石。”加州大学洛杉矶分校的地球化学家伊丽莎白·贝尔没有参与这项研究，她说。

几年前，克林领导的一个研究小组在类似的月球岩石中发现了小行星的碎片，所以从地球上找到碎片成为下一个合乎逻辑的步骤。

这种岩石矿物中的微量元素是像花岗岩一样的应时、长石和锆石晶体的混合物，因此提供了其来源的线索。通过测量锆石晶体中的铀及其衰变产物，研究小组确定了岩石形成的年龄。同时，钛的含量有助于揭示当时的温度和压力。还有一些微量元素，如铈，表明当时可能存在的水的含量。

克林说，研究结果表明，这些岩石是在富含水的环境中形成的，温度和压力相当于地球表面以下19公里或月球上170公里的深度。作为回应，澳大利亚悉尼麦格里大学的地球动力学家克雷格·奥尼尔更喜欢地球的起源，因为170公里的深度是“疯狂的”——它远在月球地壳之下，而月球地壳很可能形成花岗岩。

这块岩石不是地球上最古老的遗迹——西澳大利亚的锆石晶体可以追溯到44亿年前，也就是地球形成后的1.5亿年。但是这些锆石被从它们的母岩中剥离出来，再加工成新的材料。

克林说，毫无疑问，这块来自月球的岩石和来自月球的锆石显然是同时形成的。"我们确信这是一块完整的岩石。"他说。这块岩石的年龄与在加拿大和格陵兰岛的地球变质岩中发现的最古老的岩石的年龄大致相同。

贝尔说，它能被保存到现在并不奇怪，因为月球缺乏能够将古代岩石从地球上移除的天气和地质过程。事实上，她说，月球可能比地球本身更适合寻找古代地球的岩石。加州帕洛阿尔托斯坦福大学的地球物理学家诺姆·睡眠对此表示赞同。他说，尽管来自地球的陨石可能只构成月球表面物质的一小部分，但随后的多次小行星撞击可能会导致它们在月球土壤中翻滚，从而更容易从随机的月球样本中找到小陨石。

如果这块岩石真的来自地球，那么它就包含了被称为幽灵古物的古代地质时代的线索。首先，它证实了地球被一颗足够大的小行星撞击，足以将岩石吹向月球。克林说，这也表明形成地球大陆的花岗岩在那个时候已经形成了。“这是一件大事。”

克林认为，其他科学家将很快在阿波罗月球岩石中搜寻早期地球的碎片。他说，在月球漫步者带回的382公斤岩石中，只有一小部分被研究过，而分析技术在不断改进。他说:“我认为在未来几年，我们将看到一个关于早期地球的小碎片堆。”(赵茜·Xi)

相关论文信息:DOI:10.1126/science.aaw8383

《中国科学日报》(2019-031第二版国际版)