當太陽系的地球在大約46億年前形成時，一個行星大小的物體撞擊了早期地球，導致了月球的形成，可能是由一團熾熱旋轉(zhuǎn)的巖石蒸汽云形成，這團巖石蒸汽被稱為索內(nèi)斯蒂亞（synestia）。但在地球和月球從蒸汽中凝結(jié)后，隨著隕石撞擊到兩個天體，又出現(xiàn)了另一個生長階段。

盡管地球和月球有著共同的起源，但它們之間存在著一些奇怪的差異。與地球相比，月球上的金、銥、鉑和鈀等元素(被稱為高親鐵元素或“親鐵”元素)相對稀缺。

由于這些元素是由隕石提供，對這種差異的解釋限制了隕石轟擊在數(shù)億年時間里是如何發(fā)展。理解這個問題對于弄清地球和月球成長為我們今天所知的天體時究竟發(fā)生了什么至關(guān)重要。加州大學戴維斯分校地球與行星科學教授尹慶竹表示：在我們?nèi)绾卫斫庠虑虻奈e歷史方面，這一直是一個重大問題。尹和一個國際合作小組現(xiàn)在已經(jīng)進行了詳細的重建模型模擬，解決了高親鐵元素的問題，并對月球晚期吸積歷史提供了新的見解，其研究結(jié)果發(fā)表在《自然》上。

研究人員模擬了數(shù)百萬次流星撞擊地球和月球的過程，這些撞擊會給地球和月球帶來物質(zhì)。通過比較月球上實際隕石坑的數(shù)量和預測撞擊的數(shù)量來驗證模型。發(fā)現(xiàn)，由于月球的體積較小，而且一些撞擊與表面呈淺角度，撞擊月球的隕石所留下的物質(zhì)相對較少。研究計算出，親鐵元素只在43.5億年前被保留在月球地殼和地幔中，比之前認為的要晚，大約是覆蓋月球巖漿海洋凝固的時間，在此之前到達親鐵元素會被月球的鐵芯吸收。

高親鐵元素的重要性(即金、銥、鋨、鈀、鉑、錸、銠和釕)在跟蹤行星形成的晚期吸積階段方面早已得到公認。然而，月球吸積歷史的確切性質(zhì)仍然是個謎，地球和月球的高親鐵元素預測存在綜上所述，這些因素解釋了地球和月球之間高親鐵元素的差異。這項研究的美妙之處在于，所有這些東西現(xiàn)在都很好地結(jié)合在了一起。研究可能已經(jīng)解決了這個問題，至少在有人發(fā)現(xiàn)新的差異之前是這樣。著巨大的不匹配，地球似乎比月球增加了不成比例的高親鐵元素。

博科園｜研究/來自：加州大學戴維斯分校

參考期刊《自然》

DOI: 10.1038/s41586-019-1359-0

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