圖片來源：NASA
撰文 | 帕耶爾·達爾（Payal Dhar）
翻譯 | 張宇哲
月球是地球在宇宙中最近的鄰居，也是我們人類唯一登陸過的地外天體。曾有一顆火星大小的隕石撞擊了早期地球，產生的碎片最終形成了月球，然而科學家至今仍不確定這一事件發生的具體時間。月球岩石樣本表明它發生在約43.5億年前，但當前的行星形成模型和月球表面的鋯石碎片卻表明，這一撞擊事件至少要追溯到45.1億年前。
《自然》（Nature）雜誌上發表的一項新研究為這1.5億年的時間差提供了新的解釋。透過計算機建模和對既有研究的分析，研究人員認為，約43.5億年前的岩石樣本可能並非源自月球形成過程，而是來自月球形成後經歷的另一個事件——月球被短暫加熱，導致其表面融化並重結晶。
月球的橢圓軌道正在讓它緩慢地遠離地球。隨著月球在軌道上執行，它不斷受到地球引力的擠壓和拉伸，從而導致潮汐加熱事件——其中一次很可能就發生在43.5億年前。該研究第一作者、加利福尼亞大學聖克魯斯分校的行星科學家弗朗西斯·尼莫（Francis Nimmo）表示，那時候的月球像木衛一伊歐（Io）那樣，“表面可能遍佈火山。”這一事件可能抹除了由隕石撞擊產生的盆地，而這些盆地正是研究人員用來估算月球年齡的重要依據。
尼莫表示，1.5億年的差異對科學家來說非常重要，尤其是在研究早期地球演化時。他指出“月球一直在遠離地球，而那時的速率取決於當時地球的狀態：是固態還是液態？它有海洋、有大氣層嗎？”例如，極早期的地球可能並沒有海洋——否則它會使月球遠離地球的速度過快。月球的誕生時間對這些計算至關重要，而更復雜的潮汐加熱模型和相關的礦物學研究有助於我們更精確地理解這一過程。
加州理工學院的地球物理學家宮崎義典表示：“此前沒有研究能夠全面整合所有可用的證據。上述研究則提供了一種更清晰的視角，有助於解釋月齡估算結果之間的差異。”他並未參與這項研究。
目前關於地球和月球誕生時間的假設認為，它們誕生於太陽形成後3000萬年到1.5億年之間，不同的時間點描繪的行星形成場景截然不同。宮崎認為：“解決這些不確定性，對於構建一個一致的太陽系歷史圖景至關重要。”
本文選自《環球科學》3月刊“前沿”欄目。
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