科技日報北京2月5日電 (記者陸成寬)月球研究“時間標尺”更新了?;阪隙鹆栐卤硺悠?,來自中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所等單位的研究團隊結(jié)合遙感圖像,成功修正沿用數(shù)十年的月球撞擊坑定年模型,首次證實月球正面與背面的隕石撞擊頻率基本一致,并揭示月球早期撞擊事件呈平滑衰減趨勢,而非此前假說中的劇烈波動。相關(guān)研究成果5日發(fā)表于《科學(xué)進展》雜志。
月球表面的年齡是理解其演化歷史的關(guān)鍵。長期以來,科學(xué)家主要通過統(tǒng)計撞擊坑數(shù)量來估算未采樣區(qū)域的年齡:撞擊坑越密,區(qū)域越古老。然而,這套“撞擊坑定年法”的標尺此前完全依賴于來自月球正面的樣品,且最老樣品年齡不超過40億年,導(dǎo)致對月球早期撞擊歷史爭議不斷,存在“晚期重型轟擊”等多種假說。
2024年6月,嫦娥六號任務(wù)首次從月球背面南極-艾特肯盆地內(nèi)的阿波羅盆地帶回1935克月壤樣品。通過分析這些樣品,科研人員獲得了兩塊關(guān)鍵“巖石”:一塊是28.07億年的年輕玄武巖,另一塊是42.5億年前的古老蘇長巖。后者由南極-艾特肯盆地大型撞擊事件熔融的巖漿結(jié)晶形成,而該盆地為月球上最大、最古老撞擊坑。這為追溯月球早期歷史提供了寶貴錨點。
在這項研究中,研究團隊結(jié)合高清遙感圖像,系統(tǒng)統(tǒng)計了嫦娥六號著陸區(qū)及整個南極-艾特肯盆地的撞擊坑密度,并整合了包括阿波羅計劃、月球號、嫦娥五號在內(nèi)的所有歷史樣品數(shù)據(jù),構(gòu)建出全新的月球撞擊坑年代學(xué)模型。
結(jié)果顯示,月球背面的撞擊坑密度數(shù)據(jù),完美落在基于正面樣品建立的模型置信區(qū)間內(nèi)。“這表明,月球整體遭受的隕石撞擊通量在正反兩面是均勻的,從而為建立全球統(tǒng)一的月球‘時間標尺’奠定了堅實基礎(chǔ)?!闭撐牡谝蛔髡摺⒅袊茖W(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究員岳宗玉說。
更引人注目的是,新模型針對月球早期撞擊歷史的爭議給出了新的答案:對比分析顯示,月球南極-艾特肯盆地的年齡數(shù)據(jù),明顯偏離了認為撞擊流量曾突然變化的“鋸齒狀模型”或“晚期重轟擊”假說。研究支持月球早期的撞擊頻率是一個光滑快速衰減的過程,而非經(jīng)歷突發(fā)性的“轟炸”事件。
岳宗玉表示,這項研究從根本上更新了我們對月球撞擊歷史的理解,嫦娥六號樣品的關(guān)鍵價值得以彰顯,將為未來月球乃至太陽系天體的年代學(xué)研究提供更精確的標尺。