封存多年的月球样品要开箱了将会揭开多少隐秘

美国日前宣告将逐步翻开封存的月球样品，使用新技术手法打开研讨。自1969年至1972年，美国先后成功进行了6次载人登月，并带回约380公斤月球样品。凭借这些样品，人类对月球有了一个全新的知道。那么，几十年来，咱们从月球的样品中得到了哪些信息呢？

日月安属？

月球来历大碰击假说的提出

战国时楚国的诗人屈原在《天问》中写道“日月安属？列星安陈？”向天提问日月从哪里来、日月星辰为什么这样排布？月球的来历，不只让诗人思绪万千，也是科学家十分关心的问题。

在1879年，闻名生物学家达尔文的第二个儿子、天文学家乔治 达尔文提出，月球是由地球割裂出去的，他以为年少地球快速地自转和太阳的潮汐效果构成共振，足以将地球甩出去一部分，构成月球。但后来的学者经过核算得出，这种效果不能够把地球的物质抛出去。而在1952年，美国物理学家、诺贝尔化学奖的取得者尤雷提出，月球和地球相同，是由太阳系原始的星尘会聚而成的。随后，又有学者提出共生理论、捕获理论以及新的割裂理论等。可是，这些理论都存在十分大的缺点，跟着对阿波罗计划带回的月球样品的深入研讨，逐步被抛弃了。

月球岩石样品

阿波罗计划带回的382公斤的月球样品有很多种，比方斜长岩、玄武岩、橄榄岩等等。这说明，月球是高度演化的，并不是一个混沌的大球。这就否定了尤雷的说法，由于依据他的假定，月球由冷的原始星尘会聚而成，它不应该有这么大程度的分异。月球来历的要害依据来自于对月球样品化学组成的研讨，特别是氧同位素。

氧是一种十分常见的元素，咱们每天都在和它打交道。一个氧原子的原子核里有8个质子，它决议了氧元素的性质，此外还有不同数目的中子，分别为8、9、10个。所以氧元素就有3种不同组成的原子核，称为氧的三种同位素。在太阳系中，由于不同星体的演化前史不同，它们包含的氧同位素含量的比值和演化趋势是不相同的，所以能够终究靠测定氧同位素的比值来估测它们是否具有相同的来历。对阿波罗样品的研讨标明，地球和月球的岩石具有高度类似的氧同位素组成，这说明它们来自于同一个母体。但地月之间又有不同之处，比方月球的铁含量显着偏低，易蒸发组分偏低，而难熔元素又显着偏高。

月球外表景象

这些依据促进美国地质学家哈特曼和戴维斯在1975年正式提出大碰击理论。他们都以为在地球构成后不久，一个火星巨细（直径约1200公里）的小型星体快速与地球相撞，并抛射出约两个月球质量的物质，一部分落回地球，一部分则在地球外凝聚，构成了月球。在2000年，这个撞向地球的星体被命名为忒伊亚（希腊神话中月亮女神塞勒涅的母亲）。在它们相撞的时分，地球现已完成了地核和地幔的分解，即地球上的铁元素大多现已下沉到地核中，斜着飞过来的忒伊亚仅仅撞上了贫铁的地幔，这便是月球铁含量低的原因。而撞出去的岩石简直都变成了熔体乃至气态，易蒸发的元素比方氢、氯等蒸发掉了，而难熔的元素，比方钙、铝等则十分富集。地月具有相同来历，所以它们的氧同位素组成共同。地球和月球的成分既有相同，又有不同，然后否定了共生说和捕获说，由于这两个学说要求地月的组成要么完全相同，要么有巨大差异。

明月何时有？

揭开月亮芳龄的奥妙

“明月何时有，把酒问青天”是宋代诗人苏轼的疑问，但明显，他并没有正真取得答案。不只苏轼不知道，直到大约一千年后，阿波罗号登月前，人们依然不知道月球是在何时构成的。获取月球的年纪，依旧要凭借阿波罗计划采回的月球样品。

大碰击构成了很多的熔融物质，由它凝聚构成的月球简直也是一个熔融的大石球，科学家称之为岩浆海。后来，跟着温度的下降，岩浆海逐步冷凝聚晶，构成晶体。不同的矿藏结晶次序不相同，比方橄榄石和辉石最早结晶，并且比较重，会沉到岩浆海的底部，组成了月幔。后结晶出的斜长石比较轻，漂浮在岩浆海的上方，就构成了斜长岩组成的月壳。在月球冷却今后，又遭受了大规模的陨石碰击，斜长岩的月壳被撞出很多的碰击坑。后来，碰击坑被深部来的玄武岩岩浆填充，就成了咱们正真看到的月海，而斜长岩质的月壳就被称为高地。月海的玄武岩呈黑色，反光性差，而高地的斜长岩为淡色，反光性好，这就构成了咱们晚上看到的亮堂而又有暗斑的月亮。月球年纪的隐秘就躲藏在这些岩石之中。

阿波罗11、12、14号降落在月海之中，采回来的大都是玄武岩，年纪一般为30亿-40亿年。最老的玄武岩来自于阿波罗13号，为43亿年。这说明在30亿年之后，月球的火山活动根本中止了，月表趋于沉寂。

1969年7月20日，宇航员埃德温-奥尔德林在月球上行走。相片拍照者是“阿波罗11号”指挥官、登月第一人尼尔-阿姆斯特朗。

2017年，一项新研讨测定了阿波罗14号回来的几块月海玄武岩中锆石的同位素组成。锆石是一种十分安稳的矿藏，能够持久的保存构成之初的信息。科学家发现，依据锆石中放射性同位素的衰变规则，揣度月球至少在45.1亿年前的时分就现已构成了。

咱们现在发现的太阳系最陈旧的岩石是一块未分异的球粒陨石，年纪为45.67亿年。假如咱们把这个时刻作为太阳系构成的时刻，那么月亮至少在太阳系构成约5000万年后就现已存在了。

依据阿波罗计划回来的样品以及其他的研讨手法，咱们咱们能够勾勒出月亮前期的前史：大约46亿年前，太阳系开端构成，太阳周围有很多的碎屑块体，也开端渐渐集结，构成大的行星；大约在45.5亿年前的时分，原始地球现已成型，并且温度很高，内部地核和地幔开端分解，铁等较重的元素下沉构成地核；又过了几千万年，一个叫忒伊亚的星体高速撞上地球，激起了很多物质抛洒到地球周围，与忒伊亚星体凝聚构成了月亮，这个时刻或许在45.3亿年前左右，之后月球的岩浆海逐步分异出自己的月核、月幔和月壳。在40亿-38亿年前，月球遭受了很多碰击，外表构成了很多大巨细小的碰击坑，并被后来上涌的岩浆填充，构成暗色的月海。碰击较轻的当地依旧是亮堂的高地。在30亿年前后，碰击削减，月球的岩浆、结构活动也根本中止，月亮的相貌就固定了下来。

所以，咱们现在能够答复苏轼的疑问，大约在45亿年曾经，月亮就现已存在了，而在30亿年前后，它的相貌就根本固定下来了，然后让古代的我国人依据月亮上的图画想像出嫦娥、玉兔和桂树的故事。

参考之资，能够攻玉

凭借月岩研讨地球前期环境

对地球的构成和演化的探究一直是地质学研讨的难点，由于地球上存在活泼的板块运动和风化效果，陈旧的岩石根本上化为乌有了。咱们已知的最陈旧的地球物质是来自于澳大利亚的一颗锆石，年纪为44亿年。仅凭这一颗锆石，咱们很难获取年少地球更多的信息。最陈旧的岩石在加拿大，年纪大约为40亿年。可是它阅历了很多期的地质运动，原始信息大都被改造掉了。所以，研讨地球前期的环境就要靠月球了。

从月球的岩石剖析中，咱们咱们都知道地球至少在45亿年曾经就现已构成了，并且完成了地核和地幔的分解。并且大碰击事情构成了地球的岩浆海，那么地球上也应该有岩浆海，只不过地球岩浆海的依据被地球上的地质活动抹掉了。

奥地利维也纳天然前史博物馆内展出的月球岩石。

更偶然的是，在本年1月份宣布的一项研讨中，瑞典、澳大利亚和美国的科学家发现，在一块阿波罗14号带回的样品中（编号14321），包含了一块白色的岩块，只要三四厘米，包含了钾长石、石英和锆石。对这块特别岩块的研讨发现，假如它在月球构成，深度就应该在月表170公里之下。而与它相连的14321号样品其他部分构成深度不到70公里，这是对立的。别的，这个小岩块构成的温度较低，需求比较氧化的环境，这些都与14321号样品其他部分构成于高温、极度复原的环境是不符的。而从化学组成方面，它又和地球的物质十分像。所以，科学家估测它或许构成于地球上，深度大约20公里，温度约800度，年纪大约40亿年。后来，它被一次巨大的碰击送出了地外，终究落在了月球上，又被阿波罗飞船带回地球。特别可贵的是，这块样品很好地保留了地球构成之初的信息，为咱们翻开了一个知道前期地球组成的窗口。

2020年，我国将发射“嫦娥五号”，从月球上采样2千克月岩回到地球，不只包含土壤，还有岩石，乃至还有钻探获取的岩芯。这必将给月球样品研讨带来新的热潮，也一定会揭开更多有关月球的奥妙。