2026年07月17日 星期五
同位素研究破解月球身世之谜
□ 石玉若

    作为地球唯一的天然卫星,月球45亿多年的起源与演化谜题,一直是行星科学的研究焦点。多国科研人员基于各种陨石与月球及地球样品的同位素研究,破解了困扰科学界多年的月球成因“同位素危机”,为月球起源提供了关键科学佐证。

    相关综述性成果,7月12日在线发表于核心期刊《岩石矿物学杂志》。

    长期以来,科学界认可度最高的月球起源模型是“大碰撞假说”——太阳系诞生早期,刚成型的原始地球遭遇原行星“忒伊亚”的猛烈撞击,溅射出的大量地球碎片融合了“忒伊亚”的星体物质,在地球轨道周围不断聚集、吸附,最终逐步形成了如今的月球。

    不过,这一经典假说也存在着难以自洽的核心矛盾——“同位素危机”。

    在行星科学研究中,同位素组成就像天体的“基因身份证”,不同起源形成的天体,同位素特征会存在明显差异。

    按照“大碰撞假说”推演,月球的主体物质来源于外来天体“忒伊亚”,理应和原始地球的同位素成分差距显著。但科研人员通过高精度检测地球岩石、月壤样品后发现,地球与月球的各类同位素特征高度重合、近乎一致,如同基因完全相似的“双胞胎”。

    外来撞击形成的月球,为何能和地球拥有几乎一模一样的物质“基因”?这一悖论,让大碰撞假说一度陷入争议。

    通过对比分析各类陨石、地球及月球样品的同位素数据,科研人员找到了关键答案——地球、月球的物质成分,与顽火辉石球粒陨石的同位素特征高度匹配。原来,太阳系内侧区域并非杂乱无序的物质拼接场,而是存在一个成分均匀的“原始物质大仓库”。

    简单来说,太阳系早期,内太阳系的原始星体,基本都由统一的“原料库”物质孕育而成。当年,那个一头撞上地球、最终造就了月球的大天体“忒伊亚”,也是在这个相同的“仓库”里诞生的——地球、月球和“忒伊亚”的同位素特征如此相似,是因为它们本来就是用同一批“面粉”揉出来的。

    这一重要结论,不仅补齐了“大碰撞假说”的关键逻辑短板,重新完善了月球起源模型,也清晰还原了内太阳系早期的星体形成规律,为后续行星演化、天体物质溯源研究奠定了基础。

    (作者系中国地质科学院地质研究所研究员)

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