新研究称月球“芳龄”43.6亿岁

文章来源:科技日报 王小龙 发布时间:2011-08-22

“虽然它是灰色的,但并不像你想象的那么旧”,英国《新科学家》杂志网站近日报道称,一个国际联合研究小组发现,月球或许要比此前认为的要年轻很多,目前还未满44亿岁。如果这一研究得到证实,不少教科书和研究资料或许都将面临修改。

关于月球的起源,一直以来都众说纷纭。但目前主流的观点认为,月球和地球应该是“同龄”,大约形成于46亿年前的一次“大碰撞”:一个大型天体与原始地球碰撞后产生的熔岩物质在经过冷却后形成了月球。

月球轨道数据显示,在月球表面存在大量的斜长石(plagioclase),研究人员推断这种轻量矿石极有可能是在月球形成早期时漂浮在岩浆表层,而后冷却结晶而成。通过对这种岩石的年代进行测定,就能估算出月球的岁数。

本次研究中科学家所使用的月岩样本由“阿波罗16号”的宇航员在月表高地笛卡尔环形山附近找到。但这些样本上存有非常少量的用来标记的铅同位素和一些来自地球污染物的含铅粉尘。美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室的拉斯·博格和他的同事对其中的一块岩石样本用弱酸进行了清洗,移除了可能被铅污染的表层,而后对其年代进行了重新测定。

他们惊奇地发现,月球的年龄只有43.6亿岁,比此前的答案年轻了2.4亿岁。

美国卡内基科学研究所地球化学家理查德·卡尔森说:“这个测试结果意味着,要么月球固化的时间比此前认为的要晚,要么我们需要彻底改变对月球化学史的认识。”

印第安纳州圣母大学的克里夫·尼尔也提出了另一种可能,他说,包括这块样本在内的一些斜长石极有可能在月球形成后再次经历了融化和冷却的过程。不同的矿物质会在不同的温度条件下发生固化,所以如果重矿物先于其下方的轻矿物发生固化,它就会发生下沉,并将岩浆推到上部。这可能会使斜长石的年龄发生变化。“但不管怎样,我仍然相信,月球的实际年龄应该与新研究的结果相当。”尼尔说。

研究表明月球对地球复杂生命演化作用不是太大

来源:人民网 发布时间:2011-8-22 16:03:34

 
科学家长久以来一直相信,如果没有月球,那么地球的自转轴倾角将会剧烈变动,变动量程将在0度到85度之间;0度时太阳将一直维持在赤道上空,85度时则几乎直射两极。行星的稳定度又深深影响生命发展,因为倾角变动剧烈将引起气候巨变,对复杂生命类型的演化非常不利。不过,最新的研究报告指出,即使没有月亮,太阳系内的其他行星也会维持地球的稳定。
 
俄罗斯莫斯科附近的爱达荷大学物理系Jason Barnes等人最新研究报告指出,地球的自转轴倾角(obliquity,黄赤交角)的变动仅约10度左右,没有之前认为的那么大;在此状况下,地球生命演化虽然会受到一定程度的影响,但不致于到完全无法继续发展下去、生命完全灭绝的程度。此外,其他系外行星也不必一定要有像月亮这样的大卫星,才能是适合生命居住的世界。
 
当行星自转
 
行星受到母星的重力拉扯,其自转轴的朝向在空间中也会随时间慢慢的移动,这称作“进动(precess)”。同样地,行星的公转轨道面也有进动。如果自转与公转的进动同时发生,两者综合的结果将使行星毫无章法地摇摆。但月球重力似乎提供了稳定地球的效果:如果地球自转轴进动速度加快,但地球公转轨道进动则无,那么行星的摆动幅度将缩小,整个系统变得比较稳定。
 
以类地行星的卫星来比较,月球质量相当于地球质量的百分之一左右,相较之下,火星两颗卫星中比较大的火卫一(Phobos)质量仅约为火星的6000万分之一,可见月球在卫星中是质量比较大的;此外,火星两颗卫星可能来自被火星重力捕捉的小行星,月球则形成于约40-50亿年前一颗火星大小的天体撞击地球后形成的,这场撞击同时影响了地球的自转轴倾角。因此,月球和其他类地行星卫星的差异相当大。
 
科学家当前估计约仅1%的类地行星有个显着的卫星。这意味着:如果真如先前理论所言,月亮有稳定自转轴的效果,那么宇宙中绝大部分的行星,其自转轴倾角都会剧烈改变。
 
行星的重力拉扯
 
虽然月球的确让地球自转变得比较稳定,但Barnes等人的最新研究数据显示太阳系中其他行星的重力,尤其是木星,仍然可以让地球远离疯狂摇摆的状况。
 
Barnes等人表示,由于木星是太阳系中质量最大的行星,所以整个太阳系的平均公转面其实严重受限于木星的重力。没了月亮,地球自转轴倾角在50亿年之内的改变幅度仅约10~20度而已,没有之前预期的0~85度那么大。
 
这个10~20度的数值听起来好像不大,但当前地球自转轴的改变量仅约1~2度,就已经可能是造成冰河时期的部分原因。根据Barnes的说法:这个小小的移动造成的效果有限,但如果和地球现在的气候状况结合之下,就可能引起剧变。然而尽管10度的变化的确会造成一些影响,但对大规模的智能生命发展而言,并不是个大问题。
 
此外,如果木星比现在还靠近地球,那么地球公转轨道的进动速度会变快,月亮其实反倒会让地球自转轴倾角的摆动变得更狂乱,没有原本预期的稳定效果。所以,卫星对行星而言,到底是使其稳定,还是反使之狂乱,要视行星系统的其他部分而定,不全然是卫星的效果。
 
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国外网站相关报道(英文)

科学家发现34亿年前微生物化石

英国《自然—地球科学》杂志网站8月21日刊登研究报告说,澳大利亚和英国科学家在澳大利亚西部发现了34亿年前的微生物化石,这是世界上迄今发现的最古老的化石。

西澳大利亚大学和牛津大学的研究人员报告说,这些化石中的微生物有细胞状的结构。另外,化石中还含有古微生物排泄物的遗迹——黄铁矿。34亿年前,地球上缺少氧气,微生物的食物是含硫化合物,而黄铁矿是微生物新陈代谢后的产物。

参与研究的英国牛津大学教授马丁·布拉西耶说,这些化石形成前,当地曾发生火山喷发。形成后,当地再次发生火山喷发。两次火山喷发后形成的保护层不仅防止化石被破坏,而且为科学家提供了判断化石形成时间的依据。

根据两次火山喷发的时间,科学家测定这批化石的年龄为34亿年。

发现这批化石对于研究生命起源具有重要意义。此前,科学家推测,在约35亿年前,地球上就已经存在生命,但长期没有找到化石证据。(来源:新华网 黄堃)

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《自然—地球科学》发表论文摘要(英文)