科學家對月球撞擊坑展開研究，有助於了解地球歷史

圖為月球和月球上較大、較新的撞擊坑。

　　新浪科技訊 北京時間2月20日消息，據國外媒體報道，拜恐龍所賜，小行星撞擊在地球上可謂臭名昭著，但事實上，月球才是我們身邊最傷痕纍纍的一位。

　　這是因為地球擁有「十八班武藝」，可以逐漸抹去小行星留下的撞擊坑。這使想要研究太陽系中穿梭的碎片的科學家們倍感沮喪。因此有一項新研究決定利用坑坑窪窪的月球表面，追溯撞擊地球與月球的碎片歷史。而研究發現的跡象顯示，大約2.9億年前，地球周邊地區比如今混亂動蕩得多。

　　「這是一項很酷的研究，將幫助我們更好地理解動力十足的太陽系，」美國密歇根奧爾濱學院物理學家妮可·澤爾納（Nicolle Zellner）表示，「這項研究將啟發人們展開思考、進行測試，這一點非常令人激動。」

　　從太陽系的尺度來看，地球和月球靠得非常近，遊離的小行星擊中二者的概率幾乎相同。（地球吸引的小行星可能會稍微多一些，因為地球引力更強，且表面積更大，但單位面積受撞擊的概率相差無幾。）

　　科學家在地球上只找到了約180個撞擊坑，而月球表面則多達數十萬個。這是由於地球上的撞擊坑會被風、雨水、海洋和板塊活動逐漸抹除。「月球是研究撞擊坑的完美對象，」該研究的主要作者、行星科學家莎拉·瑪茲羅埃（Sara Mazrouei）指出，「那裡的一切都亘古不變。」

　　但為了追溯隕石撞擊的歷史，科學家不僅要找到撞擊坑，還要估測出它們的年齡。而這一點在月球上比地球上困難得多，因為地質學家無法直接從月球隕石坑中採集樣本，

　　因此，負責此次新研究的團隊決定採取一種出人意料的測量方法：分析隕石坑附近岩石在漫長、寒冷的月球夜間的儲熱情況。這種方法乍看似乎太過隨意。但當一顆巨大的隕石擊中月球時，便會產生一個撞擊坑，撞擊坑所在處的物質便隨即飛散到撞擊坑周圍。隨著時間的推移，這些飛散出的石塊又會被稍小一些的隕石擊中，分裂成更小的碎塊，最終化為岩屑。因此該團隊提出，隕石坑越古老，周圍散落的岩石就越細碎；同理，隕石坑越新，周圍的石塊就越大。

　　當月球從連續14天的白晝變為連續14天的夜晚，這些體積不同的石塊的溫度變化速度便會有所區別。「大塊岩石在整個夜間都能保留一定的溫度，但岩屑或砂石的熱量則會迅速流失，」瑪茲羅埃指出，「隕石坑越古老，大的岩石塊就越少。」換句話說，冷卻得就越快。

　　因此瑪茲羅埃和同事們分析了NASA月球勘測軌道飛行器搭載的儀器「Diviner」收集的熱成像數據。該團隊從中找到了111個他們知道年齡不到10億歲的撞擊坑，對它們的熱規律進行了分析，然後利用了一個模擬月球岩石分解的模型，估測出了這些隕石坑的年齡。

　　結果發現了一條十分有意思的規律：大約2.9億年前，月球受撞擊的頻率陡然升高，幾乎翻番。這說明當時太陽系可能發生了某種巨變。該研究團隊提出，也許當時小行星帶中有一大塊岩石突然破裂，並遊盪到了地球和月球附近。該團隊又將地球上已知的隕石坑與研究發現相比，也發現了類似的規律，這說明科學家們發現了一系列數量不多、但很有代表性的撞擊坑。

　　但並非人人都信服這一結果。「這些結果的確很有意思，但我認為對得出這些結論的支持力度還不夠。」普渡大學行星科學家傑伊·梅洛什（Jay Melosh）表示。他對該團隊採用的石塊分解模型格外存疑，認為無法解釋為何石塊體積越小、分解速度就越快。他還認為地球上的撞擊坑數量太少，不足以開展令人信服的數據分析，擔心該研究團隊採用的樣本規模太小。

　　「不是說他們一定錯了，但也不能說他們就是對的，我們只是還說不好而已。」 梅洛什指出。

　　澤爾納很清楚研究月球撞擊坑的難度有多大，畢竟她曾經研究過由阿波羅號帶回地球的月球樣本中、由隕石撞擊產生的小玻璃珠。但即使利用實驗室中的技術，也很難確定這些玻璃的產生時間，而且這些樣本都只來自月球表面的一小塊區域。而如果採用軌道探測器的數據，雖然隔得比較遠，但可以覆蓋整個月球表面。這兩種方法都不完美。

　　「我們已經在現有條件下盡己所能了。」澤爾納表示，「這就是科學研究，對不對？我們提出一個想法，然後設法驗證這些想法。它們要麼能經受住時間的考驗，要麼就經不住。」

　　至於為什麼要大動干戈研究月球的撞擊歷史，這三名科學家都給出了令人信服的理由。第一條、也是最關乎我們切身利益的一條：發生在地球上的隕石撞擊往往會產生令人不快的副作用。

　　「大家對地球受撞擊的概率都很感興趣，因為我們可不想落得和恐龍一樣的下場。」梅洛什表示。那次隕石撞擊造成了災難性後果，抹去了地球上當時近四分之三的物種，不過這些物種的滅絕倒是為我們的哺乳動物祖先提供了發展壯大的空間。「那顆隕石是我們人類的幸運石，但對當時的其它物種來說就很慘了。」理論認為，如果我們對隕石撞擊的了解足夠充分，下次發生這種事情時，也許就能拯救自己於水火之中。

　　而澤爾納認為，如果能更好地了解太陽系，或許能幫助科學家進一步了解其它行星系的成型過程。

　　瑪茲羅埃認為此次研究是一個很好的例子，說明太陽系中的各個天體可以互相提供研究思路。該研究的共同作者之一已經開始展望針對水星的貝皮可倫坡號任務。該探測器上將配備一台與月球勘測軌道飛行器類似的儀器，將為隕石撞擊研究提供新角度。

　　地球很適宜居住，但科學家無法在地球上拼湊起這顆星球過去的歷史。瑪茲羅埃指出，我們必須研究月球、以及月球保存完好的坑窪表面，才能充分了解地球的經歷。

　　該研究論文發布在1月17日的《自然》期刊上。（葉子）

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