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地幔中的“地质钟”用以确定月球年龄

2014-4-24 10:44:56 作者:常丽君

本报讯 一个来自法国、德国和美国的国际行星研究小组根据他们的最新研究,确定了月球的形成时间,大致是在太阳系开始(44.7亿年前)之后的近1亿年。他们的结论来自对地球内部的检测,并结合了计算机模拟的星盘衍化,从中能推导出地球及其他陆地行星是怎样形成的。相关论文发表在4月3日的《自然》杂志上。

据物理学家组织网最近报道,早期太阳系中围绕太阳旋转的还只是数以千计的行星“基本建材”,研究小组模拟了类地行星(水星、金星、地球和火星)“成长史”,发现地球受到一个火星大小的物体冲击而形成了月球,其形成时间和冲击之后补入地球的材料数量之间存在相关关系。

研究人员指出,这种关系就像一个时钟,将月球形成事件记录下来。这也是早期太阳系历史中的第一个“地质钟”,不用检测原子核放射性衰变就能确定月球年龄。论文第一作者、法国尼斯里维耶拉天文台的塞斯·雅各布森说:“发现这个记录了月球形成时间的‘时钟’,而且不依赖放射性检测的方法,这让我们很兴奋。这种相关性从模拟中浮现出来,而且我们看到的每个模拟都支持这种关系。”

在论文中,研究人员估计了地球在经历了“造月”冲击后吸收的周围物质的质量。其他科学家以前曾证明,地球的地幔中含有大量高亲铁性元素,这些元素更容易与铁结合。这正是地球受“造月”冲击后直接吸收过来的部分。

根据这些地质化学的检测,新构建的“时钟”将月球的形成追溯到太阳系开始后的9500±3200万年。这一估计值和放射性衰变检测得到的某些数值与解释相符。由于新方法是一种独立的、直接检测月球年龄的方法,对将来用放射性检测法解决持久未决的难题也很有帮助。

“这一方法还成功模拟了火星形成,其形成只有200万年到500万年,而月球形成是在将近1亿年左右。这种时间尺度上的巨大差异在模拟中是很难得到的。”论文作者之一、美国西南研究院(SwRI)空间科学与工程系博士凯文·沃什说。△(常丽君)

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