美国科学家获得更精确月面撞击坑时间序列

本研究使用的每月冲击熔融碎屑岩样品(编号73217)的正交偏振透射显微照片。样本是阿波罗17号宇航员从月球表面的一个丘陵滑坡区采集的。图像清楚地显示出各种矿物和碎片混合在熔融的岩浆中。

新浪科技新闻，北京时间2月18日，根据物理学家组织网站上的报道，美国宇航员从月球带回最后一批月球岩石样品已经40多年了。从那以后，这些样品经历了比普通地质样品更全面和深入的测试。由美国亚利桑那州立大学的科学家领导的一个小组最近通过创造性地使用激光微探针技术分析阿波罗17号宇航员带回的样本，获得了更准确的陨石撞击月球表面的时间序列。

陨石坑是形成太阳系行星固体表面最常见的地质过程之一。月球表面伤痕累累的环形山记录了那一年延续了整个太阳系历史的陨石撞击。科学家对建立月球表面陨石坑的绝对年龄表特别感兴趣，因为月球是了解地球早期陨石撞击历史的重要媒介，早期陨石坑早已被活跃的地质活动和侵蚀破坏殆尽。当然，还有另一个重要原因，那就是由于太阳系早期撞击的普遍性，我们可以通过研究月球表面的撞击历史来帮助计算太阳系内部其他物体的表面年龄。

由基普·霍奇基斯教授领导的亚利桑那州立大学“第18组实验室E”使用了一个与高灵敏度质谱仪相连的紫外激光微探针来分析阿波罗17号返回样品中的氩同位素组成。用激光探针测试40Ar/39Ar同位素的方法以前已广泛用于地质样品的地球化学定年，包括一些结构非常复杂的样品，但这是第一次用这种方法分析阿波罗计划取回的月球岩石样品。

亚利桑那州立大学的研究小组这次分析的样本是一种叫做“冲击熔融角砾岩”的岩石。简而言之，它是一种由熔融玻璃、淹死的碎片和矿物晶体碎片混合粘结而成的岩石。它是由月球表面的陨石撞击熔化形成的。

当陨石撞击到天体的固体表面时，它会释放出巨大的能量，其中一些能量将通过撞击加热释放出来，并导致目标岩体熔化。这种极端的环境条件将导致一些同位素测年系统被“重置”，尤其是那些在撞击期间经历了撞击熔化的矿物类型。因此，当科学家确定月球表面陨石坑的绝对年龄时，他们通常使用同位素地球化学来加热受撞击的目标岩石并达到其熔点，然后分析重新凝结的矿物成分，因此获得的同位素测年结果就是撞击事件的时间。

然而，在数十亿年的历史中，许多月岩遭受了不止一次严重的安装事件，在此过程中，它们的同位素系统被多次重置。这使得同位素定年变得复杂和困难。

一般经验认为，月球表面最大的环形山应该是撞击熔融物质最大部分的来源，所以几乎所有进行年代测定的样品都必须与最大的环形山相关联。

的确，大量的撞击熔融物是撞击盆地规模的大撞击事件的结果，但美国宇航局月球勘测轨道飞行器(LRO)最近拍摄的图像证实，即使直径约为100米的小陨石坑也会产生撞击熔融物。亚利桑那州立大学的研究人员在2月12日的《科学进步》杂志上报道了这一结果。

“我们分析的样本中，编号为77115的样本只记录了一次撞击事件，这可能与形成盆地的大规模撞击事件有关，也可能无关，”该论文的主要作者、亚利桑那州立大学地球与空间探索学院的研究生卡梅伦·默瑟说。相反，我们发现了另一个样本，编号73127，记录了至少三次跨越数亿年的撞击事件。并非所有这些都与形成盆地的撞击事件有关。"

样本77115是由宇航员尤金·塞尔南和杰克·施密特在他们第三次也是最后一次月球漫步的第七个采样点收集的，其中记录了一次撞击事件，发生在大约38.3亿年前。样本73117是宇航员在第二次月球漫步期间在第三个采样点收集的，其中记录了至少三次独立的撞击事件，发生在38.1亿至32.7亿年之间。结果表明，一个小样本可以包含数十亿年时间跨度内多次撞击熔化事件的记录。

美世说:“我们的研究结果强调了在分析样本时考虑撞击年代测定的重要性，尤其是那些来源复杂多样的样本。这一原则不仅适用于我们目前收集的月球岩石和陨石，也适用于我们将在未来对太阳系天体进行载人或无人探测时获取的样本。”(晨风)

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