你是這樣的月球嗎？

每當舉頭望明月時，無論是新月、或是滿月、或是超級月亮，在無限的遐想中你可曾好奇過伴隨著我們的月球是在什麼時候誕生的？又是如何形成的？

這兩個問題都不容易。

要回答第一個，我們首先得先到月球去採集樣本。幸運的是，人類在幾十年前就實現了登月計劃。

1971年2月13日，阿波羅14號宇航員Alna B. Shepard Jr.在月球的一個撞擊坑附近進行了一項實驗。（圖片來源：NASA via AP）

1971年，阿波羅14號的宇航員在月球執行任務的時候帶回來了一些岩石和土壤中的鋯石樣本。科學家採用了鈾鉛測年法對這些樣本進行測定，最終得出月球誕生於45.1億年前。

過去，科學家認為月球應該形成於太陽系誕生後的1億到2億年之間，而這項最新研究指出月球實際形成於太陽系誕生後的6000萬年之內。該論文發表在1月11日的《Science Advnaces》中【2】。

諧和圖：對鋯石進行的鈾鉛測年法實驗結果。（圖片來源：Melanie Barboni【2】）

這些鋯石的碎片極其微小，甚至沒有一粒沙子大。但即便如此，它們卻記錄了驚人的信息。之後，科學家將會繼續研究阿波羅14號帶回的更多的鋯石標本，但預計不會怎麼改變45.1億年的估計。

這是這個星期關於月球研究的第二個進展。第一個發生在星期一（1月9日）。

在45億年前，Theia撞擊了地球，殘留的碎片形成了今天看到的月球。（圖片來源：DM）

過去，科學家一直認為在45億年以前，地球和一顆火星大小的天體發生了撞擊，殘留的碎片形成了月球，這顆撞擊地球的天體被稱為忒伊亞（Theia）。這個理論被稱為大碰撞假說，得到了許多證據的支持，比如地球自轉和月球公轉方向相同等。

科學家通過對月球樣本的化學分析發現，月球的成分和地球的相同，這意味著相同的起源。但是，在所有的月球樣本中，我們沒有發現任何微量忒伊亞的成分。如果一個巨大的物體確實撞擊我們，那麼在組成月球的碎片中應該包含了它的微末成分。或許你會認為，也許是因為形成月球的物質大部分來自地球，或者忒伊亞的成分與地球類似。的確有可能，但這樣的可能性很小。

月球是通過一系列的撞擊產生的，而非一次巨大的撞擊。（圖片來源：Raluca Rufu【3】）

因此，在這項新研究中科學家指出月球的形成並非是一次巨大的碰撞，而是一系列的撞擊【3】。通過模擬，我們看到小行星撞擊地球會在周圍形成由碎片構成的圓盤，而且主要由地球物質組成，而非撞擊天體。每次撞擊後，圓盤吸積形成一顆小衛星。這些小衛星會向外漂移，並與大的月球合并。在數百萬年的過程中，經歷了大約20次的合并才最終形成我們今天看到的月亮。

多次撞擊幫助我們解釋為什麼地球和月亮的化學性質相似。例如，小行星每一次都可能以不同的角度撞擊地球，這要比一次撞擊出更多地球的物質到太空中去。

多次撞擊是否要比單次撞擊更有說服力，我們還需要進一步對地球和月球的內部及成分進行研究。但無論月亮是怎麼形成的，我們至少對月球的年齡有了更好的測定。

參考來源：

【1】http://phys.org/news/2017-01-scientists-moon-hill-billion-years.html

【2】M. Barboni et al. Early formation of the moon 4.51 billion years ago. Science Advances. Published online January 11, 2017. doi: e1602365.

【3】R. Rufu, O. Aharonson and H.B. Perets. A multiple-impact origin for the Moon. Nature Geoscience. Published online January 9, 2017. doi: 10.1038/ngeo2866.